割合と比の問題
3 つの歯車 A, B, C があり、A と B がかみ合い、B と C がかみ合って回っています。A と B の歯の数の比は 、B と C の歯の数の比は です。A が 21 回転する間に、C は何回転しますか。
この問題で使うもの
- 連比(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(9 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
B の比の数をそろえて、A, B, C の歯の数の比を 1 つの連比で表しましょう。
ヒント 2
かみ合っている歯車は、同じ時間に同じ数の歯が動きます。(歯の数)×(回転数)が A, B, C で等しくなります。
ヒント 3
歯の数の比は A : B : C です。A が 21 回転する間に動く歯の数は にあたります。
答えと解説
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解説を読む
歯の数の連比をつくる
A : B 、B : C です。B の比の数を、3 と 4 の最小公倍数の 12 にそろえます。
- A : B
- B : C
よって
かみ合う歯の数に注目する
かみ合っている歯車どうしは、同じ時間に同じ数の歯が動きます。A と B、B と C がかみ合っているので、A, B, C は同じ時間に同じ数の歯が動きます。
A の歯の数を とすると、A が 21 回転する間に動く歯の数は
です。C の歯の数は なので、C の回転数は
(別の考え方)回転数の比は歯の数の比の逆比になるので、A と C の回転数の比は です。A が 21 回転するとき、C は 20 回転します。
答えは 20 回転です。
別解
A:B = 5:3、B:C = 4:7。B の数をそろえるため、3 と 4 の最小公倍数 12 にする。
A:B = 20:12、B:C = 12:21 となるので、歯の数の比は A:B:C = 20:12:21。
かみ合う歯車では、回転した間に動いた歯の数が同じ。
A の歯を 20 とすると、A が 21 回転する間に動く歯の数は 。
C の歯は 21 なので、C の回転数は 回転。
検算: 回転数の比は歯の数の逆比で A:C = 21:20。A が 21 回転のとき C は 20 回転で一致する。B は 回転で、A:B = 21:35 = 3:5 と歯の数の逆比にも合う。