速度の合成(6)

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【問題】 

 静水に対する速さ 3.0m/sの船が、流れの速さ 1.0m/sの川を、流れに沿って 100mの距離を往復する。次の問いに答えよ。

 (1) 流れの向きと同じ向きに進むとき、岸に対する船の速度を求めよ。


 (2) 流れの向きと逆向きに進むとき、岸に対する船の速度を求めよ。


 (3) 往復にかかる時間はいくらか。


 (4) 往復の平均の速さはいくらか。


【解答】

 (1) 川下の向きを正の向きとすると、船が川下に向かうときの合成速度は、


   = 3.0 + 1.0 = 4.0 (4.0の前に、「+」が省略されていると考えます。)

  よって、
岸に対する船の速度は 川下の向きに 4.0 m/s
  (川下の向きを正の向きとおいたのは自分で勝手にしたことなので、最後の答えは「正の向きに」ではなく、「川下の向きに」と答えます。


 (2) 船が川上に向かうときの合成速度は、

   = −3.0 + 1.0 = −2.0

  よって、
岸に対する船の速さは 川上の向きに 2.0 m/s


 (3) 船が川下に向かい 100m進むのにかかる時間は



  また、船が川上に向かい 100m進むのにかかる時間は



  よって、往復にかかる時間は

   25 + 50 =
75 s


 (4) 往復 200mを進むのに、75sかかるので、平均の速さは



  有効数字が2ケタなので、答えは

    
2.7 m/s

  となります。



 
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