【高校講座 物理基礎】3.速度の合成

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 速度の合成

第3回目の【高校講座 物理基礎】は“速度の合成”について学習をします。
“速度の合成”とは、例えば動く歩道(エスカレーター)に乗っていてそこで歩いた場合、止まっている人から見ると、エレベーターの速さと歩く速さが合体して、ものすごい速さになりますよね。
このように、速さと速さを足したり引いたりするのが“速度の合成”です。
ここは難しい単元ではないですので、さらっと学習し次に進みましょう!

それでは問題です!

 

【問題】速度の合成

(例題) 静水を8.0m/sの速さで進む船が、流速4.0m/sの川の上流Aから、下流のBまでの240mの距離を往復している。

(1) 川を上流から下流へ下るときの、岸から見た船の速さは何m/sか。

(2) 川を下流から上流へ上るときの、岸から見た船の速さは何m/sか。

(3) 上流のAから下流のBまでを往復するのに要する時間は何秒か。

 

 

 

流れがある川を動く船の問題ですので、岸から見た(止まっている人から見た)場合、速度が速くなったり、遅くなったりしますよね。

(1)ですが、川を下るので、その速度は船の速さと流速の和になります。船の速さが8.0m/s、流速が4.0m/sですので、8.0m/s+4.0m/s=12m/sになります。
答え:下流に向かって12m/s

(2)は、川を流水に逆らって上るので、その速度は船の速さと流速の差になります。船の速さが8.0m/s、流速が4.0m/sですので、8.0m/s-4.0m/s=4.0m/sになります。
答え:上流に向かって4.0m/s

(3)は、川を下るときと川を上るときの2つに分けて考えます。まず川を下る場合ですが、距離は240mで(1)より速さは下流に向かって12m/sですので、240/12=20sかかります。次に川を上る場合ですが、こちらも距離は240mで(2)より速さは上流に向かって4.0m/sですので、240/4=60sかかります。したがって往復にかかる時間は、20s+60s=80sとなります。
答え:80s

それでは、速度の合成について動画を視聴して勉強していきましょう!

 

 

こちらの問題をダウンロードしてね!

 

 

 

まずは例題を一緒に解こう!

類題演習です!

(類題) 静水上を3.5m/sの速さで進むことのできる船がある。流速が2.5m/sの川の流れに沿ってこの船が往来するとき、次の各問いに答えなさい。

(1) この船が下流に向かって進むときの、岸に対する速度はいくらか。

(2) この船が下流に向かって90mすすむときに要する時間はいくらか。

(3) この船が上流に向かって30s間進むとき、初めの位置より何m上流に着くか。

 

 

 

(1)は、川の流れに沿って下流に向かっているので、船の速さと流速の和になります。3.5m/s+2.5m/s=6.0m/sになります。
解答:下流に向かって6.0m/s

(2)は、川の流れに沿って下流に進むので、(1)の速度を用いて、90m÷6.0m/s=15sになります。
解答:15s

(3)は、川の流れに逆らって上流に向かうので、まず上流に向かうときの岸から見た速度を求めます。3.5m/s-2.5m/s=1.0m/sになります。この速度で30s間進むので、1.0m/s×30s=30m進みます。
解答:30m

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