運動の表し方の問題
空港に、長さ のまっすぐで水平な動く歩道がある。動く歩道は一定の速さで動いている。ある人が動く歩道の上に立ったまま乗っていると、端から端まで運ばれるのに かかった。次に、同じ人が動く歩道の上を、進む向きに(動く歩道に対して)一定の速さで歩いたところ、端から端まで かかった。
この人が、動く歩道に対して歩いたときと同じ速さで、動かない床の上を 歩くと、何 s かかるか。有効数字 2 桁で答えよ。
この問題で使うもの
- 変位・速度・加速度(直線運動)(説明と入口の問題)
- 速度の合成と分解(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(36 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る(前提が先)
- 速さと平均の速さ
- 記録タイマーの打点と速さ
- 斜面の運動と等速直線運動
- 分数のたし算・ひき算
- 小数の四則計算
- 正負の数の加法・減法
- 変位・速度・加速度(直線運動)
- 三角形の角の大きさ
- 対頂角と平行線の同位角・錯角
- 三角形の外角と角の組み合わせ
- 分数のかけ算・わり算
- 小数と分数のまじった計算
- 逆算(□ を求める)
- 四則の混じった計算の順序
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
- 分配法則を使った計算のくふう
- 文字式の計算(同類項・分配法則)
- 1 次方程式の解き方
- 二等辺三角形の角
- 平行四辺形と特別な四角形の性質
- 三角形・四角形の面積
- 約数の見つけ方
- 素因数分解と約数の個数
- 平方根の意味と根号の簡単化
- 三平方の定理
- 乗法公式による展開
- 折り返した図形の角と長さ
- 三平方の定理と平面図形
- ベクトルの演算と成分
- 特別な直角三角形の辺の比
- 最大公約数と最小公倍数
- 比の性質と簡単な比
- 相似な三角形と長さの比
- 三角形の相似条件と対応する辺の長さ
- 三角比の定義と値
- 速度の合成と分解
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
地面に対する人の速度は、動く歩道の速度と、動く歩道に対する人の速度の和になる。
ヒント 2
立ったまま乗ったときの結果から動く歩道の速さが、歩いたときの結果から合成した速さがわかる。
ヒント 3
動く歩道の速さは 、歩いたときの地面に対する速さは である。
答えと解説
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解説を読む
動く歩道の進む向きを正とする。動く歩道の床に対する速さを 、人が動く歩道に対して歩く速さを とする。
動く歩道の速さ
立ったまま乗っているときの人の速さ(地面に対する速さ)は なので
歩いたときの速さ
動く歩道の上を進む向きに歩くと、地面に対する人の速度は、動く歩道の速度と、動く歩道に対する人の速度の和(速度の合成)になる:
よって
動かない床の上を歩く時間
動かない床の上では、地面に対する速さが なので
別解
動く歩道の速さを 、人が歩道に対して歩く速さを とする。\n\n立ったままのとき: 。\n歩いたとき(地面に対する速さは ): より 。\n\n動かない床の上を速さ で 歩く時間は 。\n\n検算: 歩道の上を歩く時間は で、問題の条件に一致する。