Laserlys's fart

3*10⁸m/s er da ret konsistent med den gældende lyshastighed c.

Jamen, så skulle der jo kun gå en meget lille brøkdel af et sek med at svejse, og det kan da ikke passe? Ps. fik et andet resultat, da jeg satte energien lig med E_kin.

(7,86g/cm³*12*10^-1cm*2*10^-1cm*4*10^-1cm)*10^-3=0,000755kg, dette er udregningen af massen.

#3

ja, vi må formode, at laserstrålen har et kvadratisk tværsnit med sidelængde 4 mm. Den mængde stål, der smeltes, når laserstrålen holdes stille over stålet har da voluminet 12•12•4 mm³ og dermed den masse, du angiver i #3. Massen er vist ikke helt rigtig, for det skal være 2 mm bredt langs hver stålkant, i alt 4mm bredt. Massen er da m=1,509g = 1,509•10^-3kg

For at smelte den mængde stål, skal vi først opvarme stålet fra 20C til 1515C, dvs ΔT = 1495º . Til det skal der bruges

mcΔT = 0,001509•620•1515 J = 1417,5 J

Dernæst skal ståles smeltes hvortil der bruges 0,001509kg•2,47•10⁵J/kg = 372,75 J

I alt skal der bruges 1417,5 J + 372,75 J = 1790,3 J til smeltningen.

Laseren leverer lys med effekten 12kW hvoraf vi kan udnytte 11%, dvs vi kan udnytte 1,32kW. For at smelte den nævnte mængde stål indenfor den kvadratiske laserplet, skal vi have laseren siddende der i tiden

t = 1790,3 J / 1,32kW = 1790,3/(1,32•10³) s = 1,36 s

I princippet kan vi altså bevæge laseren med en hastighed af 4mm/1,36s = 2,94 mm/s =2,94•10^-3 m/s

Okay, det forstår jeg godt, men jeg kom også til at regne med nyttevirkning på 100%, da der skal være en antagelse. Men tak for hjælpen :)

Nyttevirkningen var angivet i opgaveteksten. Men jeg kan ikke se, hvorfor du skulle en tur ind over fotoners energi og hastighed. Der spørges om den hastighed, hvormed man kan bevæge laserpletten langs svejselinien.

Bemærkning/rettelse...

Andersen skriver i svar 5 at laseren udnytter 11% af 12 kW. Det er ikke korrent de 12 kW er den nyttige energi. Laseren skal således tilføres en effekt på 10109 kW for at kunne levere de 12 kW.

#7

Opgaven siger "Laseren udsender lys med effekten 12 kW, og den har en nyttevirkning på 11 %." Jeg forstod det sådan, at 11% af de 12 kW rent faktisk blev brugt til at smelte stålet. Mener du så, at de 12 kW kan bruges til at smelte stålet? Så er de 11% jo en overflødig information. Endvidere kan jeg ikke se, hvordan du kommer fra 12 kW til 10109 kW. Jeg kan se, at hvis du mener de 12 kW er 11 % af laserens forbrug, så er hele forbruget 101,09 kW. Jeg mener stadig, at opgaven er forsvarligt løst i #4.

De 11 procent er ikke overflødig information idet du skal beregne den tilførte mængde energi. Man kan i beregningen antage at de 12 kW's effekt bruges til at svejse. Det er fornuftigt at bemærke at det reelt vil være lidt under 12 kW.

Mit umiddelbare indtryk er at opgaven som du angiver er forsvarligt løst. Det er en mindre fejl at overse at de 12 kW er den nyttige effekt af laseren.

Se evt vejledende løsning på frividen.dk

mvh

B

Jeg kan se at jeg har glemt et komma i min kommentar. Den tilførte effekt skulle naturligvis være (12 kW/11%)*100%=109 kW. Hvis laserens effekt var 11% af 12 kW ville den ikke kunne svejse så tykke plader som er angivet i opgaven. Jeg mener dog ikke at man kan forvente at en elev i STX niveau vil begynde at regne på varmetransmission og energitab - hvorfor det må anses som en mindre fejl at antage at der er tale om en laser med en effekt på 11% af 12 kW.

mvh

B