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Physics · real student question

物体が等速直線運動で 6 時間に 180 km 進む。その速さはいくらか。900 m/s、30 km/h、900 km/h、30 m/s から選べ。

Question

物体が等速直線運動で 6 h6\text{ h} に 180 km180\text{ km} 進む。その速さはいくらか。

A. 900 m/s900\text{ m/s} B. 30 km/h30\text{ km/h} C. 900 km/h900\text{ km/h} D. 30 m/s30\text{ m/s}

Step-by-step solution

  1. 運動の種類を見きわめる。 「等速運動」とは速さが一切変わらないということなので、道のり全体に対して v=stv=\dfrac{s}{t} という 1 つの式がそのまま使える。区間ごとに平均をとる必要はない。

  2. 割る前に単位をそろえる。 距離はすでにキロメートル、時間は時間の単位なので、商はそのまま km/h\text{km/h} の形で出てくる。割り算の途中で換算を挟む必要はない。

  3. 距離を時間で割る。 v=st=180 km6 h=30 km/hv=\frac{s}{t}=\frac{180\text{ km}}{6\text{ h}}=30\text{ km/h}

  4. SI 単位に換算して誤答の選択肢を検証する。 30 km/h=30×10003600 m/s≈8.33 m/s30\text{ km/h}=\dfrac{30\times 1000}{3600}\text{ m/s}\approx 8.33\text{ m/s} である。したがって選択肢 D(30 m/s30\text{ m/s})は正しい数値に誤った単位を付けたもの、選択肢 C(900900 km/h)は 3030 倍も大きすぎるもの、選択肢 A(900900 m/s)はその誤った数値にさらに誤った単位を付けたもので、正しい 8.338.33 m/s の 108108 倍にあたる。

  5. 答えを述べる。 残るのは選択肢 B だけである。速さは 30 km/h30\text{ km/h} である。

Answer

v=1806=30 km/h≈8.33 m/sv=\frac{180}{6}=30\ \text{km/h}\approx 8.33\ \text{m/s}

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