Fysiikkanerot hoi!

Einstein123

Osaisiko joku ratkaista tämän kiperän tehtävän? Kun en pääse millään alkuun...

Erään valtion avaruushallinto suunnittelee fotonitykillä toimivaa rakettimoottoria. Fotonitykin on tarkoitus osoittaa taaksepäin, jolloin liikemäärän säilymislain perusteella alus saa impulssin eteenpäin. Miten suuri teho pitäisi fotonitykillä olla, jos oletetaan, että fotonitykkiä käytetään He-Ne -laseria, joka lähettää valoa 633 nm:n aallonpituudella? Aluksen massa on 2500 kg ja sen tulee saavuttaa nopeus 10000 m/s kahden viikon aikana.

16

139

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Alkeet ? ?

      Jätä nuo turhat selittelyt ja keskity oleelliseen.

      W = ½m*v^2 = P*t

    • laudatur

      Hah mä just laskin samaa tehtävää. Ollaankohan samas fysiikan ryhmäs? :D

    • mvc/t

      6200 MW

    • 20+18

      Mitähän tehoa tuossa tarkoitetaan? He-Ne-laserin hyötysuhde on huono, alle 0,1 %. Onko mvc/t ottanut tuon huomioon kun on saanut noin ison tehon? Joka tapauksessa tuollainen lasertykki olisi mahdoton sillä sen hukkalämpö sulattaisi koko avaruusaluksen.

      • mvc/t

        Kyseessä on joka tapauksessa täysin fiktiivinen viritys, joten laserin hyötysuhdetta ei ole huomioitu.


      • Jotain vähemmän
        mvc/t kirjoitti:

        Kyseessä on joka tapauksessa täysin fiktiivinen viritys, joten laserin hyötysuhdetta ei ole huomioitu.

        Keskimääräinen teho on liike-energia / vaikutusaika

        P = 2500*10000^2/(2*14*24*3600) W = 100 kW


    • 2011

      Kyse oli sen fotonitykin säteilytehosta.

      • Jaa ?

        Meinaat siis että tiedät hyötysuhteen olevan 0,0016 % .


      • valomies
        Jaa ? kirjoitti:

        Meinaat siis että tiedät hyötysuhteen olevan 0,0016 % .

        Palomies tietää, että letku voi viedä miestä. Mutta oletko joskus kuullut, että lamppu riepotteli valomiestä.


    • Ensimmäisen vuoden opiskelijoilta kysytään tuollaisia Helsingin yliopistolla, uskokaa tai älkää. (ja kulille tiedoksi, että reputat varmasti jatkossa, jos et noita ratko itse. )

    • 12+15

      Lähdin ratkomaan niin että laskin ensin millaisen liikemäärän lisäyksen aluksen pitäisi saada sekunnissa jotta päästäisiin tasaisella kiihtyvyydellä annettuun nopeuteen kahdessa viikossa. Sitten laskin tuohon liikemäärän lisäykseen tarvittavan fotonivirran sekunnissa kun fotonin impulssi on Planckin vakio/aallonpituus. Sitten laskin tuohon fotonivirtaan sisältyvän energian (E=p*c) jolloin siis sain tehon. Vastaus on gigawattitasoa eli kertaluokkia suurempi kuin tuo klassisen fysiikan mallilla laskettu. Missähän vika?

      • 12+15

        Ilmeisesti mvc/t laski samalla tavalla sillä tuo kaavahan siitä tulee.


      • mvc/t
        12+15 kirjoitti:

        Ilmeisesti mvc/t laski samalla tavalla sillä tuo kaavahan siitä tulee.

        Samalla periaatteella laskin. Pieni jekku tuohon vielä sisältyy, kun kysytään kokonaistehoa.

        Tuo mvc/t on siis säteilysuihkun teho. Kokonaistehoon on lisättävä vielä sen härvelin liike-energian lisäykseen menevä teho eli 0.5 mvv/t. Tämä edustaa kuitenkin vain 0.00167 % suihkun tehosta.

        Säteilysuihkun tuottamisen hyötysuhde "fotonitykissä" on sitten veilä oma lukunsa.


      • 513
        mvc/t kirjoitti:

        Samalla periaatteella laskin. Pieni jekku tuohon vielä sisältyy, kun kysytään kokonaistehoa.

        Tuo mvc/t on siis säteilysuihkun teho. Kokonaistehoon on lisättävä vielä sen härvelin liike-energian lisäykseen menevä teho eli 0.5 mvv/t. Tämä edustaa kuitenkin vain 0.00167 % suihkun tehosta.

        Säteilysuihkun tuottamisen hyötysuhde "fotonitykissä" on sitten veilä oma lukunsa.

        Joo niinhän se on että impulssiperiaatteella on laskettava. Raketissa vain hyvin pieni osa tehosta menee itse raketin liike-energiaksi, suurin osa menee työntävoiman aiheuttavan materian tai tässä tapauksessa fotonien energiaksi. Eli energiaperiaatteen soveltaminen vie perusteellisesti metsään.


      • Tää oli hyvä #
        513 kirjoitti:

        Joo niinhän se on että impulssiperiaatteella on laskettava. Raketissa vain hyvin pieni osa tehosta menee itse raketin liike-energiaksi, suurin osa menee työntävoiman aiheuttavan materian tai tässä tapauksessa fotonien energiaksi. Eli energiaperiaatteen soveltaminen vie perusteellisesti metsään.

        Impulssimiehet ne laskee jo liikemäärälaskuja sujuvasti massattomille partikkeleille.
        Mitähän seuraavaksi ?


      • 13+13
        Tää oli hyvä # kirjoitti:

        Impulssimiehet ne laskee jo liikemäärälaskuja sujuvasti massattomille partikkeleille.
        Mitähän seuraavaksi ?

        Ja energiamiehet laskevat maan perusteellisesti metsään. Sama pätee myös nestemäisiä polttoaineita käyttävälle raketille, palamiskaasut vievät valtaosan energiasta. Suhteellisuusteoria antaa fotoneille liikemassan ja sitä kautta impulssin. Mutta suhteellisuusteoria on vasta sata vuotta vanha, ei voi olettaa että kaikki peräkamarifyysikot ovat ehtineet perehtyä siihen.


    Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Ja taas ammuttu kokkolassa

      Kokkolaisilta pitäisi kerätä pois kaikki ampumaset, keittiöveitset ja kaikki mikä vähänkään paukku ja on terävä.
      Kokkola
      42
      4786
    2. Mitä siellä ABC on tapahtunut

      Tavallista isompi operaatio näkyy olevan kyseessä.
      Alajärvi
      61
      2595
    3. Helena Koivu on äiti

      Mitä hyötyä on Mikko Koivulla kohdella LASTENSA äitiä huonosti . Vie lapset tutuista ympyröistä pois . Lasten kodista.
      Kotimaiset julkkisjuorut
      269
      1749
    4. Milli-helenalla ongelmia

      Suomen virkavallan kanssa. Eipä ole ihme kun on etsintäkuullutettu jenkkilässäkin. Vähiin käy oleskelupaikat virottarell
      Kotimaiset julkkisjuorut
      261
      1716
    5. Kuinka kauan

      Olet ollut kaivattuusi ihastunut/rakastunut? Tajusitko tunteesi heti, vai syventyivätkö ne hitaasti?
      Ikävä
      115
      1659
    6. Kun näen sinut

      tulen iloiseksi. Tuskin uskallan katsoa sinua, herätät minussa niin paljon tunteita. En tunne sinua hyvin, mutta jotain
      Ikävä
      53
      1216
    7. Ja taas kerran hallinto-oikeus että pieleen meni

      Hallinto-oikeus kumosi kunnanhallituksen päätöksen vuokratalojen pääomituksesta. https://sysmad10.oncloudos.com/cgi/DREQ
      Sysmä
      94
      1197
    8. Löydänköhän koskaan

      Sunlaista herkkää tunteellista joka jumaloi mua. Tuskin. Siksi harmittaa että asiat meni näin 🥲
      Ikävä
      133
      1127
    9. Yhdelle miehelle

      Mä kaipaan sua niin paljon. Miksi sä oot tommonen pösilö?
      Ikävä
      68
      1121
    10. Purra saksii taas. Hän on mielipuuhassaan.

      Nyt hän leikkaa hyvinvointialueiltamme kymmeniä miljoonia. Sotea romutetaan tylysti. Terveydenhoitoamme kurjistetaan. ht
      Maailman menoa
      272
      1106
    Aihe