速さの問題
時計の長針と短針がつくる角の大きさは、 度以上 度以下の小さいほうの角で考えます。 時から 時までの間で、長針と短針のつくる角の大きさが 回目に 度になるのは、 時何分ですか。答えは分数で答えなさい。
この問題で使うもの
- 時計算(説明と入口の問題)
- 小数と分数のまじった計算(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(7 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
長針と短針がそれぞれ 1 分間に何度進むかを求め、長針が短針より 1 分間に何度多く進むかを考えましょう。
ヒント 2
時ちょうどに、長針から時計回りに短針まで測った角は 度です。長針は 1 分間に 度ずつ短針に近づき、追いついたあとは追いこしていきます。
ヒント 3
1 回目は長針が短針より 度多く進んだとき( 時 分)です。2 回目は長針が短針を追いこして 度先に出たときなので、長針が短針より何度多く進めばよいかを考えましょう。
答えと解説
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解説を読む
長針は 分で 度回るので、1 分間に 度進みます。
短針は 分で 度回るので、1 分間に 度進みます。
したがって、長針は短針より 1 分間に
ずつ多く進みます。
時ちょうどのとき、長針は の目盛り、短針は の目盛りを指しています。長針から時計回りに短針まで測ると
なので、小さいほうの角は 度です。
ここから長針が短針に近づいていきます。
1 回目:長針が短針に追いつく前に、時計回りに測った長針から短針までの角が 度になるときです。 度が 度になればよいので、長針が短針より 度多く進めばよく、
より 時 分です。
その後、長針は短針に追いつき(重なり)、短針を追いこして、今度は長針が短針より先に進みます。
2 回目:長針が短針を追いこして、短針より 度先に進んだときです。 時ちょうどから考えると、長針は短針より 度多く進めばよいので、
です。これは 分より小さいので、 時より前です。
よって、2 回目に 度になるのは 時 分( 時 分)です。
別解
7 時ちょうどを基準にします。長針は 1 分間に 度、短針は 1 分間に 度進むので、長針は短針より 1 分間に 度多く進みます。
7 時ちょうどのとき、短針は長針より 度先にあります(大きいほうの角。小さいほうの角では 度)。
7 時から 8 時までの間、長針が短針に追いつくまでは、短針が先に 度離れた状態から差がせばまり、追いこしたあとは長針が先に進んで差が広がります。
1 回目: 短針が長針より 度先にあるとき。差が 度せばまったときなので、 (分)。
長針が短針に追いつくのは (分) で、そのあと長針が短針より 度先に進んだときが 2 回目です。
2 回目: 差が 度分変わったときなので、 (分)。これは 60 分より小さいので、7 時から 8 時までの間です。
確かめ: 分後、長針は 度、短針は 度。差は 度で、180 度以下なので合っています。
よって 2 回目に 度になるのは 7 時 分( 分)です。