Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een vliegwiel met massa 130 kg heeft een traagheidsstraal van 0,45 m om zijn as. Het draait met 2000 rpm. Bepaal zijn kinetische energie E_k in kJ.

Een slinger bestaat uit een homogene slanke staaf (5 kg, 0,8 m lang) die aan zijn bovenuiteinde O draait, met een massieve bol met massa 6 kg en straal 0,15 m vast aan zijn onderuiteinde. Het middelpunt van de bol ligt 0,95 m onder O. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O van de slinger om O.

Een as brengt 192,5 kW over bij 2700 rpm. Bepaal het koppel T in de as.

Een homogene slanke staaf met massa 6,5 kg en lengte 1 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 a_tip van het vrije uiteinde vlak na het loslaten.

Een persoon staat op een wrijvingsloze draaitafel en houdt in elke hand een halter van 6 kg, 0,75 m van de as. De persoon en de draaitafel hebben samen een traagheidsmoment van 2,5 kg·m² om de as. Ze draaien met 60 rpm en trekken dan de halters in tot 0,2 m van de as. Beschouw de halters als puntmassa’s. Bepaal het nieuwe toerental n₂ in rpm.

Een homogene massieve schijf (massa 36 kg, straal 0,5 m) draait vrij met 100 rpm om een verticale wrijvingsloze as. Een dunne ring met massa 11 kg en dezelfde straal wordt vanuit rust op de schijf laten vallen, gecentreerd op de as, en de twee gaan snel samen draaien. Hoeveel kinetische energie ΔE gaat er in het proces verloren?