ある日の午後 8 時に北の空を観察し、北極星の近くに見える星 A の位置を記録した。同じ日の午後 11 時に同じ場所で再び観察すると、星 A は北極星を中心に反時計回りに回転した位置に見えた。午後 8 時から午後 11 時までの間に、星 A は北極星を中心に何度回転しましたか。ただし、星は北極星を中心に 1 時間に ずつ回転して見えるものとする。
星の日周運動
星が天の北極を中心に 1 時間に ずつ回って見えることを使い、観察時刻の差から星が回転した角度を求めたり、回転した角度から時刻を求めたりできる
前提
- 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）
この技能までの道筋（2 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）
- 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）
説明
夜空の星は、時間がたつと北極星の近くにある天の北極を中心にして回るように動いて見えます。この技能では、その回り方が「1 時間に 」の一定の速さであることを使い、2 回の観察時刻の差から星が何度回ったかを求めたり、星が回った角度から何時間たったか・何時に観察したかを求めたりします。北の空の星の位置をスケッチした記録を読み取る問題などで使います。
なぜそうしてよいのか
星が回って見えるのは、星が動いているのではなく、地球が地軸を中心に西から東へ自転しているからです。地軸を北へのばした先が天の北極で、北極星はそのすぐ近くにあります。そのため、北の空の星は北極星を中心に、東から西へ（北の空を見ると反時計回りに）回って見えます。
地球は約 1 日（24 時間）で 1 回転（）するので、星も約 24 時間で天の北極のまわりを 1 周します。回る速さは一定なので、回る角度は経過時間に比例し、1 時間あたり
になります。したがって 時間で回る角度は 、反対に 回るのにかかる時間は 時間です。1 時間が なので、1 分では 、 分で になります。
なお、この「1 時間に 」は同じ夜のうちの動き（日周運動）の話です。日にちが変わると同じ時刻でも星の位置が少しずつずれる（1 か月に約 ）ので、ここでは同じ日の観察どうしを比べます。
手順
2 つの観察時刻の差（経過時間）を求める。分がふくまれるときは時間に直す（例：30 分 時間）
回転した角度を求めるときは、経過時間に をかける：
時刻を求めるときは、回った角度を でわって経過時間を出す：
経過時間を最初の観察時刻に足す（前の時刻を求めるときは引く）。北の空なら反時計回りに進む向きが時間の進む向きであることも確かめる
例題
ある日の午後 8 時 30 分に北の空を観察したところ、カシオペヤ座が北極星の右下に見えた。同じ日の午後 11 時 30 分に再び観察すると、カシオペヤ座は北極星を中心に反時計回りに回った位置にあった。この間にカシオペヤ座は北極星を中心に何度回転しましたか。ただし、星は天の北極（北極星）を中心に 1 時間に ずつ回って見えるものとする。
例題の解答
手順 1（経過時間）：午後 8 時 30 分から午後 11 時 30 分までなので、経過時間は 3 時間です。
手順 2（角度を求める）：1 時間に 回るので、
手順 4（確かめ）：北の空の星は時間がたつと反時計回りに回るので、問題文の「反時計回りに回った」と向きも合っています。
よって、回転した角度は です。
答え:
よくある誤り
分を 100 分で 1 時間のように扱ってしまう誤り。例えば午後 8 時 40 分から午後 10 時 10 分を 時間として とするのは誤り。正しくは経過時間は 1 時間 30 分 時間で、
角度から時間を求めるときに、わり算とかけ算を逆にしてしまう誤り。 回ったときに 時間とするのは誤り。正しくは 時間
北の空の星の回る向きを時計回りと考え、時刻の前後を逆にしてしまう誤り。北の空では時間がたつと反時計回りに回るので、ある時刻から時計回りに ずれた位置は、 時間「前」の位置である
日付をまたぐときに時刻を引き算でそのまま計算してしまう誤り。午後 10 時から午前 2 時までを 時間とするのは誤り。正しくは午後 10 時は 22 時、午前 2 時は翌日の 26 時と考えて 時間で、回転角は
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
日本のある地点で、ある星を観察したところ、10 月 15 日の午後 10 時（22 時）にこの星は真南の空に見えた（南中した）。
星の動きについて、次のように考えるものとする。
- 地球の自転により、星は 1 時間に ずつ東から西へ動いて見える。
- 地球の公転により、同じ時刻に見える星の位置は、1 か月に ずつ東から西へずれる。
2 か月後の 12 月 15 日に、この星が南中した位置から西へ 動いた位置に見えるのは何時ですか。24 時制で、「時」の数字だけを答えなさい。
日本のある地点で北の空を観察した。1 月 15 日の午後 9 時（21 時）に、ある星 S は北極星の真上（天頂の向き）に見えた。
北の空の星の動きについて、次のように考えるものとする。
- 北の空の星は、北極星を中心として、観察者から見て反時計回りに回って見える。
- 地球の自転により、星 S は北極星を中心に 1 時間に 回って見える。
- 地球の公転により、同じ時刻に見える星 S の位置は、北極星を中心に 1 か月に ずつ反時計回りにずれる。
3 か月後の 4 月 15 日の午後 7 時（19 時）に、星 S は、北極星の真上の位置から北極星を中心に反時計回りに何度回った位置に見えますか。
日本のある地点で、ある恒星 X を観察した。2 月 15 日の午後 8 時（20 時）には、恒星 X は南中する前で、日周運動であと 動くと真南にくる位置に見えた。
星の動きについて、次のように考えるものとする。
- 地球の自転により、星は 1 時間に ずつ東から西へ動いて見える（日周運動）。
- 地球の公転により、同じ時刻に見える星の位置は、1 か月に ずつ東から西へずれる（年周運動）。
このとき、4 月 15 日の午後 11 時（23 時）には、恒星 X は、その日に南中した位置から日周運動で何度西へ動いた位置に見えますか。
日本のある地点で、1 月 15 日の午後 10 時に、ある恒星 A が真南の空に見えた（南中した）。
星は、地球の自転によって 1 時間に ずつ東から西へ動いて見え（日周運動）、地球の公転によって、同じ時刻に見える位置は 1 か月に ずつ東から西へ動いて見える（年周運動）ものとする。星の動きは、すべて天の北極（北極星の位置）を中心とした回転として考える。
同じ地点で 4 月 15 日の午後 8 時に恒星 A を観察すると、A は南中した位置から天の北極を中心に西へ何度回転した位置に見えますか。ただし、1 月 15 日から 4 月 15 日までは 3 か月とする。
日本のある地点で、9 月 15 日の午後 8 時に北の空を観察し、北極星の近くにある恒星 B の位置を記録した。この位置を位置 P とする。
北の空の星は、北極星を中心に反時計回りに回転して見える。地球の自転によって 1 時間に ずつ回転し（日周運動）、地球の公転によって、同じ時刻に見える位置は 1 か月に ずつ回転する（年周運動）ものとする。北極星の位置は動かないものとする。
同じ地点で 11 月 15 日に恒星 B を観察するとき、B が位置 P から北極星を中心に反時計回りに 回転した位置に見えるのは午後何時ですか。ただし、9 月 15 日から 11 月 15 日までは 2 か月とし、答えは午後 0 時から午後 11 時台の間の時刻とする。
日本のある地点で北の空を観察した。ある星 B は、1 月 15 日の午後 10 時（22 時）に北極星の真上（北極星と天頂を結ぶ線上で、北極星より上）に見えた。星 B は 1 日中地平線の下にしずまない星である。
北の空の星の動きについて、次のように考えるものとする。
- 北の空の星は、北極星を中心として、観察者から見て反時計回りに回って見える。
- 地球の自転により、星 B は北極星を中心に 1 時間に 回って見える。
- 地球の公転により、星 B が同じ位置に見える時刻は、1 か月に 2 時間ずつ早くなる。
星 B が北極星の真下（北極星と地平線の北の点を結ぶ線上で、北極星より下）に午後 8 時（20 時）に見えるようになるのは、1 月 15 日から何か月後の 15 日ですか。ただし、1 か月後から 12 か月後までの中で答えること。
この技能の次に学べること
- 星の年周運動と日周運動の組み合わせ （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）