Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een vliegwiel is een homogene massieve schijf met massa 290 kg en straal 0,3 m. Het draait met 3000 rpm. Bepaal zijn kinetische energie E_k in kJ.

Een slinger bestaat uit een homogene slanke staaf (5 kg, 0,4 m lang) die aan zijn bovenuiteinde O draait, met een massieve bol met massa 4,5 kg en straal 0,15 m vast aan zijn onderuiteinde. Het middelpunt van de bol ligt 0,55 m onder O. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O van de slinger om O.

Een homogene slanke staaf met massa 4 kg en lengte 1,9 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 motor brengt een vliegwiel met een traagheidsmoment van 17 kg·m² in 50 s vanuit rust op 500 rpm. Bepaal, verliezen verwaarloosd, het gemiddelde vermogen P_avg dat hij levert, in kW.

Een persoon staat op een wrijvingsloze draaitafel en houdt in elke hand een halter van 3 kg, 0,7 m van de as. De persoon en de draaitafel hebben samen een traagheidsmoment van 4 kg·m² om de as. Ze draaien met 35 rpm en trekken dan de halters in tot 0,3 m van de as. Beschouw de halters als puntmassa’s. Bepaal het nieuwe toerental n₂ in rpm.

Een dunne ring begint vanuit rust en rolt zonder slip van een helling die 35° met het horizontale vlak maakt. Gebruik g = 9,81 m/s². Zijn straal is 0,35 m. Bepaal zijn hoeksnelheid ω nadat hij 6,5 m langs de helling is gerold.