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

218

Äänestä

    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.

    • tractor

      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.

    Takaisin ylös

    Luetuimmat keskustelut

    1. Kelekkakisat

      Mikä vakava onnettomuus sattunut kisoissa. On peruttu koko kisat. Pelastuskopteri näytti käyvän paikalla.
      Nivala
      26
      11029

    2. Aivan kauheaa

      Veikö koskiuoma taas ihmishengen? Se pitää kieltää!
      Imatra
      42
      8347

    3. Onko kaivattusi

      …mielestäsi älykäs, tai kenties tyhmä? Oma mielipide.
      Ikävä
      127
      5290

    4. Kuinka pitkä välimatka

      on teidän kotien välillä?
      Ikävä
      143
      3656

    5. Epäilen ettet edes

      Kehtaisi liikkua kanssani.
      Ikävä
      69
      3588

    6. Virkamiehille tarvitaan tuntuvat palkankorotukset

      Naistenpäivänä on syytä muistuttaa, että virkamiehen euro on vain 80 senttiä. Palkat tulee saattaa samalle tasolle yksi
      Maailman menoa
      35
      3544

    7. Oletko huomannut

      Yhden muutoksen?
      Ikävä
      33
      3167

    8. Jäikö meidän välit

      Mielestäsi Kesken?
      Ikävä
      55
      2539

    9. Olisipa saanut sinuun

      Tutustua paremmin. Harmi että aloin lopulta jännittämään kun näytit tunteesi niin voimakkaasti ja lähestyit niin voimaak
      Ikävä
      35
      2041

    10. Miltä mahtaa tuntua

      Sitten kun näet hänet pitkästä aikaa?
      Tunteet
      28
      1796
    Aihe
    TietosuojaselosteKäyttöehdotEvästeasetuksetSäännöt