車が A から長さ 10 km の道を直進し、すぐに A へ引き返す。往復全体に 20 分かかった。この車の平均の速さを求めよ。

Step-by-step solution

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   速さと速度を区別する。 平均の速さは実際に進んだ道のり全体を使い、平均の速度は変位を使う。この車は出発点に戻るので変位はゼロだが、問われているのは速さなので、往路と復路の両方を足さなければならない。

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   往路と復路を足す。 $s=10+10=20\text{ km}$

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   時間を時間単位に直す。 $t=20\text{ min}=\frac{20}{60}\text{ h}=\frac{1}{3}\text{ h}$

4. 4

   道のり全体を時間全体で割る。 $v_{tb}=\frac{s}{t}=\frac{20}{\tfrac13}=20\times 3=60\text{ km/h}$

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   引っかけの選択肢を確認する。 片道の $10\text{ km}$ だけを使うと $30\text{ km/h}$（選択肢 B）になるが、これはまさに変位と道のりを取り違えた誤りである。正解は C の $60\text{ km/h}$ である。