ある港では、満潮は月が南中してから 1 時間 30 分後に起こる。この港で、ある月の 1 日に月が南中した時刻は午前 8 時 00 分であった。月が南中してから次に南中するまでの時間はつねに 24 時間 50 分であり、南中から満潮までの遅れも毎日変わらないものとする。同じ月の 4 日に月が南中したあと、最初に起こる満潮の時刻は、4 日の午前 0 時 00 分から数えて何分後か。整数で求めよ。
満潮の時刻
ある日の月の南中時刻と、月の南中の間隔・南中から満潮までの遅れから、指定した日の満潮の時刻を求められる
前提
- 月の南中の間隔と潮汐の周期 (高校地学 海洋)
この技能までの道筋(14 技能)
読み込み中…
右端(太枠)がこの技能です。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)
- 太陽の日周運動と季節の変化 (中学理科 地学分野の用語と知識)
- 月の満ち欠けと日食・月食 (中学理科 地学分野の用語と知識)
- 星の日周運動・年周運動と星座 (中学理科 地学分野の用語と知識)
- 星の日周運動 (中学理科 地球と宇宙)
- 月の南中時刻のおくれ (中学理科 地球と宇宙)
- 惑星の公転と位置関係 (中学理科 地球と宇宙)
- 会合周期と公転周期 (中学理科 地球と宇宙)
- 重力と力の大きさ (中学理科 力のはたらき)
- 2 力のつり合いと作用・反作用 (中学理科 力のはたらき)
- 力の種類とはたらき (中学理科 物理分野の用語と知識)
- 重力・垂直抗力・張力の性質 (高校物理 力と運動(知識))
- 万有引力の法則 (高校物理 円運動・単振動・万有引力(知識))
- 潮汐 (高校地学 海洋(知識))
- 月の南中の間隔と潮汐の周期 (高校地学 海洋)
説明
満潮は月の南中・北中に合わせて起こりますが、実際の海岸では、海水の動きに時間がかかるので、月の南中から少し遅れて満潮になります。この技能では、ある日の月の南中時刻と、月の南中の間隔(約 24 時間 50 分)、南中から満潮までの遅れを使って、指定した日の満潮の時刻を求めます。潮干狩りや釣り、港の出入りの計画など、満潮・干潮の時刻を見積もる場面で使います。
なぜそうしてよいのか
月は公転で東へ進むので、月が南中してから次に南中するまでは約 24 時間 50 分かかります。つまり月の南中時刻は 1 日ごとに約 50 分ずつ遅れていきます。ある日の南中時刻がわかれば、 日後の南中時刻は、その時刻に「50 分 」を足して求められます( 時間 分 のうち、24 時間 はちょうど 日分なので、時計の上では 50 分 だけずれる)。
満潮は、海水が月の側と反対側の 2 か所で盛り上がるため、月の南中のころと北中のころの 2 回起こります。北中は南中の約 12 時間 25 分前・後です。ただし、海水は海底や海岸の地形の影響を受けてすぐには盛り上がらないので、その海岸では、南中(または北中)から一定の時間だけ遅れて満潮になります。この遅れは場所ごとにほぼ決まっているので、問題で与えられた値を使います。
したがって、満潮の時刻は「指定した日の月の南中時刻(または北中時刻)+ 南中から満潮までの遅れ」で求められます。
手順
基準の日から指定した日までの日数 を数える。
指定した日の月の南中時刻を、基準の日の南中時刻に「(南中の間隔 − 24 時間) 」(約 50 分 )を足して求める。
必要なら、南中時刻から 12 時間 25 分(南中の間隔の半分)を引く・足すことで、北中時刻を求める。
南中時刻・北中時刻に、南中から満潮までの遅れを足して満潮の時刻を求める。
時刻が 24 時を超えたり 0 時より前になったりしたら日付を直し、指定した日・時間帯の満潮を選ぶ。
例題
ある海岸で、11 月 1 日に月が 10 時 00 分に南中した。月が南中してから次に南中するまでの時間を 24 時間 50 分とし、この海岸では満潮が月の南中(または北中)の 1 時間 20 分後に起こるとする。11 月 4 日の午後(12 時から 24 時まで)に起こる満潮の時刻を、24 時間制で、時と分を順に組(時, 分)にして求めよ。
例題の解答
手順 1: 11 月 1 日から 11 月 4 日までは 日。
手順 2: 南中時刻は 1 日に 50 分ずつ遅れるので、11 月 4 日の南中時刻は
手順 3: 北中時刻は南中の 12 時間 25 分前の 0 時 05 分と、12 時間 25 分後の 24 時 55 分(11 月 5 日 0 時 55 分)。
手順 4: 満潮の時刻は、南中によるものが 時 分 時間 分 時 分。北中によるものは 1 時 25 分と、11 月 5 日 2 時 15 分。
手順 5: 11 月 4 日の午後に起こるのは 13 時 50 分の満潮である。
答え:
よくある誤り
月の南中時刻が毎日同じだとして、11 月 4 日の満潮を 時 分 時間 分 時 分としてしまう誤り。正しくは南中が 1 日に 50 分ずつ遅れるので、3 日後の南中は 時 分 分 時 分。
日数を数え間違え、11 月 1 日から 11 月 4 日を 4 日として 分遅らせてしまう誤り。正しくは差は 日で、遅れは 分。
南中時刻そのものを満潮の時刻としてしまう誤り。この海岸では満潮が南中の 1 時間 20 分後なので、正しくは 時 分 時間 分 時 分。
満潮が 1 日に 1 回だけと考え、北中による満潮を見落とす誤り。正しくは南中の 12 時間 25 分前・後の北中にも対応して満潮が起こり、例題では 11 月 4 日の 1 時 25 分にも満潮がある。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能を使う問題
ある港では、満潮と干潮が1日におよそ2回ずつ起こる。この港の満潮は、月がこの港の子午線を通過してから一定の時間だけ遅れて起こる。子午線の通過には、南中(上方通過)と、地球の反対側での通過(下方通過)の2つがあり、どちらの後にも同じ遅れで満潮が起こるものとする。また、満潮から次の満潮までの時間はいつも等しいものとする。
地球は太陽に対して 時間で1回自転する。月は太陽に対して東向きに一定の速さで動き、朔望月(新月から次の新月までの期間)は 日である。
ある日(1日目とする)の午前 時 分に、この港で満潮が起こった。1日目から数えて3日後(4日目)の午後に起こる満潮の時刻は、4日目の正午から何分後か。途中で数値を丸めずに計算し、最後に小数第1位を四捨五入して整数で答えよ。
ある港で潮汐を観測した。次の条件にもとづいて、満潮の時刻を考える。
- 時刻は、太陽が毎日ちょうど 時 分に南中するように定めた、その港の地方時で表す。
- 月の朔望月(新月から次の新月までの期間)を 日、太陽の南中から次の南中までを 時間とする。月は太陽に対して天球上を東向きに一定の角速度で移動し、 日で太陽に対して 移動するものとする。月の赤緯の変化は無視する。
- 月が南中してから次に南中するまでの時間は、地球の自転によって太陽に対して回転する子午線が、東へ移動する月に追いつくまでの時間として求めること(「月の南中は 日あたり 時間 ずつ遅れる」のような近似は用いない)。
- この港の満潮は、月が南中した時刻から 時間 分後と、月が北中した(真北の地平線下で子午線を通過した)時刻から 時間 分後に起こるものとする。月の北中は、月の南中と次の南中のちょうど中間の時刻に起こる。
3月1日 時 分にちょうど新月となり、このとき月は南中していた。したがって、この日の満潮の つは 時 分であった。
3月11日の午前 時以降で最初に起こる満潮の時刻は、3月11日の午前 時 分から何分後か。小数第 位を四捨五入して整数で答えよ。