大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問1 (物理基礎(第1問) 問1)
問題文
図1のように、隣りあって平行に敷かれた線路上を、2台の電車(電車AとB)が、反対向きに等速直線運動をしながらすれちがう。電車AとBの長さは、それぞれ、50mと100mであり、電車AとBの速さは、それぞれ、10m/sと15m/sである。電車Aに対する電車Bの相対速度の大きさは( ア )m/sである。また、電車Aの先頭座席に座っている乗客の真横に、
電車Bの先頭が来てから電車Bの最後尾が来るまでに要する時間は( イ )sである。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問1(物理基礎(第1問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)
図1のように、隣りあって平行に敷かれた線路上を、2台の電車(電車AとB)が、反対向きに等速直線運動をしながらすれちがう。電車AとBの長さは、それぞれ、50mと100mであり、電車AとBの速さは、それぞれ、10m/sと15m/sである。電車Aに対する電車Bの相対速度の大きさは( ア )m/sである。また、電車Aの先頭座席に座っている乗客の真横に、
電車Bの先頭が来てから電車Bの最後尾が来るまでに要する時間は( イ )sである。
- ア:5 イ:20
- ア:5 イ:30
- ア:10 イ:10
- ア:10 イ:15
- ア:15 イ:6.7
- ア:15 イ:10
- ア:25 イ:4.0
- ア:25 イ:6.0
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この過去問の解説 (1件)
01
解答 ア:25 イ:4.0
解説
アの解説
・解法1(機械的に計算する解法)
右向きを正とします。速度はそれぞれ
vA = +10 m/s vB= -15 m/s
です。相対速度は「相手の速度ー自分の速度」で計算できるので、
電車Aに対する電車Bの相対速度は
vB - vA = (-15 m/s) - (+10 m/s) = -25 m/s
と計算でき、いま速度の大きさが問われていることに注意して、
答えは 25 m/s つまり ア:25 となります。
・解法2(楽な解法)
単純な問題なので、「近づいているということは速く見えるようになるはずだ」
と考えて、 15+10=25 と計算しても差し支えないでしょう。
答えは 25 m/s つまり ア:25 となります。
イの解説
電車Bの最後尾にのみ注目するとわかりやすいです。
車Aの先頭座席に座っている乗客の真横に電車Bの先頭が来た瞬間、
その乗客とBの最後尾の距離は100 mです。よって、
「車Aの先頭座席に座っている乗客の真横に、
電車Bの先頭が来てから電車Bの最後尾が来るまでに要する時間」
は
「電車Bの最後尾が100m進むのに要する時間」
ということになり、
100m ÷ 25 m/s =4.0 s
と計算できます。
よって答えは 4.0 s つまり イ:4.0 となります。
この選択肢が正解となります。
「電車Aに対する電車Bの相対速度」とは、
「電車Aから見た電車Bの速度」という意味であり、
これは vB - vA で計算できます。
「相手-自分」「対象-基準」などと覚えておきましょう。
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