Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een vliegwiel is een homogene massieve schijf met massa 100 kg en straal 0,2 m. Het draait met 3000 rpm. Bepaal zijn kinetische energie E_k in kJ.

Een vliegwiel met massa 20 kg en een traagheidsstraal van 0,55 m wordt gelijkmatig versneld van 1000 rpm naar 1700 rpm. Het aandrijfkoppel is een constante 20 N·m en wrijving mag worden verwaarloosd. Hoe lang t duurt dit?

Een blok van 4 kg hangt aan een lichte koord die om een katrol is gewikkeld, een homogene massieve schijf met massa 2,5 kg en straal 0,5 m die wrijvingsloos om een horizontale as draait. Het blok wordt vanuit rust losgelaten. Gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de snelheid v van het blok nadat het 5 m is gevallen.

Een homogene slanke staaf met massa 8,5 kg en lengte 0,7 m is aan één uiteinde scharnierend bevestigd en wordt vanuit rust losgelaten in horizontale stand. Verwaarloos wrijving en gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de hoeksnelheid ω van de staaf als hij door de verticale stand zwaait.

Een persoon staat op een wrijvingsloze draaitafel en houdt in elke hand een halter van 5,5 kg, 0,9 m van de as. De persoon en de draaitafel hebben samen een traagheidsmoment van 4,5 kg·m² om de as. Ze draaien met 35 rpm en trekken dan de halters in tot 0,25 m van de as. Beschouw de halters als puntmassa’s. Bepaal het nieuwe toerental n₂ in rpm.

Een homogene slanke staaf met massa 10 kg en lengte 1,3 m hangt in rust aan een wrijvingsloos draaipunt aan zijn bovenuiteinde. Een kogel van 45 g die horizontaal met 440 m/s beweegt, raakt de staaf 0,82 m onder het draaipunt en blijft erin zitten. Bepaal de hoeksnelheid ω van de staaf vlak na de botsing.