Avkjøling av metall hos en smed

Del 2, alle hjelpemidler

Avkjøling av metall hos en smed

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En smed skal bearbeide et metallstykke. Metallet lar seg bearbeide bare når temperaturen er 150 °C eller høyere. Temperaturen T, målt i grader celsius, er gitt ved

T(x)=470⋅0,95x+30

der x er tiden, målt i minutter, etter at metallstykket blir tatt ut av ovnen.

Hjelpemiddelkrav: Krever PC

Bruk graftegner til å tegne grafen til T. Bestem temperaturen til metallet idet det blir tatt ut av ovnen.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor lang tid har smeden på seg til å bearbeide metallstykket? Hva er temperaturen i rommet der smeden arbeider?

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Smeden ønsker 10 min ekstra tid til å bearbeide metallet. Hva må i så fall temperaturen i metallet være når han starter bearbeidingen?

Fasit

T(0)=500°C

x≈26,6min≈27min,30°C

Tstart≈814°C

LøsningsforslagKI-generert

Vi taster funksjonsuttrykket

T(x)=470⋅0,95x+30

inn i graftegneren og tegner grafen for x≥0, se figuren under.

Graf av T(x) med grenselinje y=150 og skjæringspunkt ved x=26,6

Temperaturen idet metallstykket blir tatt ut av ovnen er temperaturen ved x=0:

T(0)=470⋅0,950+30=470+30=500

T(0)=500°C

Metallet kan bearbeides så lenge T(x)≥150. Vi finner skjæringspunktet mellom grafen til T og linjen y=150 i GeoGebra (se figuren i a)). Skjæringspunktet er ved x≈26,6.

Det betyr at smeden har omtrent 26,6min(≈27min) på seg til å bearbeide metallstykket før temperaturen synker under 150°C.

Grafen til T har en horisontal asymptote y=30, som vi ser av figuren ved at grafen flater ut mot denne verdien når x blir stor. Dette svarer til temperaturen i rommet der metallet til slutt havner i temperaturlikevekt med omgivelsene. Temperaturen i rommet der smeden arbeider er derfor

30°C

Smeden ønsker 10 minutter ekstra arbeidstid sammenlignet med i b), altså totalt

26,6+10=36,6min

med temperatur over 150°C. For å få dette må han ta metallet ut av ovnen med en høyere starttemperatur enn de 500°C fra a) — det holder ikke å se på hvor lenge det tidligere metallstykket hadde vært over 150°C (det ville bare gitt 10 minutter arbeidstid totalt, ikke 10 minutter ekstra).

La Tstart være den ukjente temperaturen metallet har idet det tas ut av ovnen. Metallet avkjøles etter samme mønster som før, altså med samme avkjølingsfaktor 0,95 og samme romtemperatur 30°C:

T(x)=(Tstart−30)⋅0,95x+30

Vi krever at temperaturen skal være nøyaktig 150°C etter 36,6 minutter:

(Tstart−30)⋅0,9536,6+30=150
Tstart−30=1200,9536,6≈1200,1530≈784
Tstart≈814

Metallet må altså ha en temperatur på omtrent

814°C

når han starter bearbeidingen, for å ha 10 minutter ekstra tid til rådighet. (Svaret er noe følsomt for avrunding av tiden fra b): brukes 27 minutter i stedet for 26,6, altså totalt 37 minutter, blir svaret i overkant av 830°C.)

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 6 poeng

2 poeng

Dersom graftegner på datamaskin ikke er brukt, gis maksimalt 1 poeng for hele deloppgave 3a.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt