Een vliegwiel met massa 110 kg en een traagheidsstraal van 0,45 m wordt gelijkmatig versneld vanuit rust tot 800 rpm. Het aandrijfkoppel is een constante 98 N·m en wrijving mag worden verwaarloosd. Hoe lang t duurt dit?
Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden
Een slinger bestaat uit een homogene slanke staaf (2,5 kg, 0,4 m lang) die aan zijn bovenuiteinde O draait, met een dunne massieve schijf met massa 7,5 kg en straal 0,25 m vast aan zijn onderuiteinde. De schijf zwaait in zijn eigen vlak en zijn middelpunt ligt 0,65 m onder O. Bepaal het massatraagheidsmoment IO van de slinger om O.
Een homogene slanke staaf met massa 6 kg en lengte 2,4 m is aan één uiteinde scharnierend bevestigd en wordt vanuit rust losgelaten in horizontale stand. Aan zijn vrije uiteinde zit een kleine bal met massa 1,5 kg vast. Verwaarloos wrijving en gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de hoeksnelheid ω van de staaf als hij door de verticale stand zwaait.
Een homogene slanke staaf met massa 8 kg en lengte 0,6 m is aan één uiteinde scharnierend bevestigd en wordt horizontaal vastgehouden. Hij wordt vanuit rust losgelaten. Gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de versnelling atip van het vrije uiteinde vlak na het loslaten.
Een homogene massieve schijf (massa 5 kg, straal 0,4 m) draait vrij met 550 rpm om een verticale wrijvingsloze as. Een dunne ring met massa 15 kg en dezelfde straal wordt vanuit rust op de schijf laten vallen, gecentreerd op de as, en de twee gaan snel samen draaien. Bepaal hun gemeenschappelijke toerental n2 in rpm.
Een homogene slanke staaf met massa 1,5 kg en lengte 1,4 m hangt in rust aan een wrijvingsloos draaipunt aan zijn bovenuiteinde. Een kogel van 10 g die horizontaal met 600 m/s beweegt, raakt de staaf 1,31 m onder het draaipunt en blijft erin zitten. Bepaal de hoeksnelheid ω van de staaf vlak na de botsing.
Antwoordenblad
- 1. t = 19,04 s
- 2. IO = 3,536 kg·m²
- 3. ω = 3,242 rad/s
- 4. atip = 14,71 m/s²
- 5. n2 = 78,57 rpm
- 6. ω = 7,882 rad/s
Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.