Avkjøling av metall hos en smed
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
2 av 3 deloppgaver kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
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 eller høyere. Temperaturen , målt i grader celsius, er gitt ved
der er tiden, målt i minutter, etter at metallstykket blir tatt ut av ovnen.
Bruk graftegner til å tegne grafen til . Bestem temperaturen til metallet idet det blir tatt ut av ovnen.
Hvor lang tid har smeden på seg til å bearbeide metallstykket? Hva er temperaturen i rommet der smeden arbeider?
Smeden ønsker 10 min ekstra tid til å bearbeide metallet. Hva må i så fall temperaturen i metallet være når han starter bearbeidingen?
Fasit
LøsningsforslagKI-generert
Vi taster funksjonsuttrykket
inn i graftegneren og tegner grafen for , se figuren under.

Temperaturen idet metallstykket blir tatt ut av ovnen er temperaturen ved :
Metallet kan bearbeides så lenge . Vi finner skjæringspunktet mellom grafen til og linjen i GeoGebra (se figuren i a)). Skjæringspunktet er ved .
Det betyr at smeden har omtrent på seg til å bearbeide metallstykket før temperaturen synker under .
Grafen til har en horisontal asymptote , som vi ser av figuren ved at grafen flater ut mot denne verdien når 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
Smeden ønsker minutter ekstra arbeidstid sammenlignet med i b), altså totalt
med temperatur over . For å få dette må han ta metallet ut av ovnen med en høyere starttemperatur enn de fra a) — det holder ikke å se på hvor lenge det tidligere metallstykket hadde vært over (det ville bare gitt minutter arbeidstid totalt, ikke minutter ekstra).
La være den ukjente temperaturen metallet har idet det tas ut av ovnen. Metallet avkjøles etter samme mønster som før, altså med samme avkjølingsfaktor og samme romtemperatur :
Vi krever at temperaturen skal være nøyaktig etter minutter:
Metallet må altså ha en temperatur på omtrent
når han starter bearbeidingen, for å ha minutter ekstra tid til rådighet. (Svaret er noe følsomt for avrunding av tiden fra b): brukes minutter i stedet for , altså totalt minutter, blir svaret i overkant av .)
Sensorveiledning
Oppgaven gir til sammen 6 poeng
Dersom graftegner på datamaskin ikke er brukt, gis maksimalt 1 poeng for hele deloppgave 3a.