理科が得意な人、お願いします。

理科が得意な人お願いします。
画像を参照して、下の1〜4の問題の答えと解き方を教えてください。

(1)［観察］の②において、サインペンの先の影がどの点と重なるようにして印を記録するか。
図中の記号から１つ選び、記号で答えなさい。

(2)図2において、南中高度を図中の記号を用いて表しなさい。

(3)観察を行った日の南中時刻は何時何分か。

(4)観察を行った日における日の出時刻は、図2のEを記録した時刻から何時間何分前か。

教えてくれる人がいなくて困っています。テストが近いです。
問題が多くてすみません。
どうか、よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2017/11/19 19:29

なんか、変な問題ですね。

問題を読んだときに、
①で「このときできる円」って、「透明半球を、Oが中心となるように置く」のではないの？　（Ｏの決め方と、透明半球の置き方の説明が逆！）
②で「どうやって印をつけるんじゃい！」と突っ込んだら、それが (1) の問題になっている。「こちらが聞きたいよ！」
と言いたい問題ですね。

(1) 「Ｏの位置に「目」を置いたときの、天空上の太陽の位置」を知りたいので、「サインペンの先の影が Ｏ点と一致するように」印をつけるのでしょうね。

(2) 目の位置が O なので、南中高度は ∠AOP でしょう。

(3) Ｘ～Ｅ～Ｆ～Ｐ～Ｇ～Ｈ～Ｙの平面が太陽の動く平面であり、その上を太陽が同一角速度で動く（＝時間当たり同一円周長さ）ということなので、「Ｘ～Ｅ(9時)～(4.8 cm)～Ｆ(11時)～Ｐ～(4.52 cm)～Ｇ(14時)～Ｈ(16時)～(8.00 cm)～Ｙ」という位置関係より
　10時：EFの中点として F から 2.4 cm
つまり 10時～11時の軌跡は 2.4 cm。

従って、11時から南中時刻までの時間を T (h) とすると、
　10時～Ｔまでの軌跡の長さ：2.4 * (1 + T)
　Ｔ～14時までの軌跡の長さ：2.4 * [ 2 + (1 - T) ] = 2.4 * (3 - T) = 4.52
これを解いて
　2.4Ｔ = 2.68
　T = 1.11666･･･ (h) = 1 (h) + 7 (min)
よって南中時刻は 12時 7分。

(4) Ｈ(16時)から軌跡 8.00 cm で日没なので、その時間は
　　8.00 / 2.4 = 3.3333 (h) = 3 (h) 20 (min)
つまり 19時20分。
　南中時刻に対して、これと対称となる日の出時刻は
　　12時7分 - (19時20分 - 12時7分) = 12時7分 - 7(h)13(min) = 4時54分
　よって、Ｅ(9時) よりも 4時間6分前。