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相対速度=物体の速度-見た人の速度
というふうに書かれていましたが、
次の「幅20メートルの川があり、水の速さは3m/sである。静止した水面なら5m/sの速さで進める船で岸に垂直に横切った。何秒を要したか」というもんにおいて、どれが見た人の速度、物体の速度にあたりますか?
写真の16番です

「相対速度=物体の速度-見た人の速度 とい」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • また、これは相対速度とは関係があるのでしょうか?

      補足日時:2022/08/02 01:19

A 回答 (4件)

相対速度=物体の速度-見た人の速度というのは正確には


動いている人から見た物体の相対速度
=物体の速度-動いている人の速度
ということでしょう。なのでこの問題の場合
見た人の速度=川の速度、物体の速度=その図の合成速度
相対速度=水面に対する5m/sの大きさの速度
となります。
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観測者は船の上と川岸ですが、仮想的にそれぞれの場所にいることにすると、川岸、川の水面、船の3か所になります。

それぞれの場所で、他の二か所を見てみると・・・。

川岸から観測すると、川の流れは上流から下流へ3m/sで流れますが、船は上流や下流へは流れず止まって見え、一方の川岸から他方の川岸へ4m/sで進んでいるように見えます。

川の水面から観測すると、川岸の人は上流へ3m/sの速度で流れているように見えます・・・しかし、実際は、川岸にいる人は静止しているとわかっているので、川の水面にいる人は自分が3m/sの速度で下流に流れていると感じます。船は下流へ流されることはなく一方の川岸から他方の川岸へ4m/sで進んでいるように見えます。

船から観測すると、川の流れに逆らって3m/sで上流に向かうので、3-3で
0、止まっているように見えます。川岸の人も動きません。

相対速度は、車に乗っている時の方がわかりやすいと思います。
2車線を時速50km程度で走っている車から隣の車線の車を見ると、ほとんど速度の差がなく車内の様子が良く見えます。しかし、対向車線を走る車は相対速度が100kmぐらいになっているため、一瞬で通り過ぎていきます。
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観測者1が川岸にいて、岸に対して静止しているとします。



「川を垂直に横切った」というのは誰がどうやって観測した話なのか
質問にはどこにも書かかれてないのではっきりしませんが、
観測者1から見た話なら

観測者1から見て 船の「速度」の「川を下る方向の成分」は
0 m/s ということなのでしょう。

観測者2は川の流れに任せて移動し、水の流れに対して(水に対して)
静止しているとします。

「静止した水面なら5m/sの速さで進める船」

観測者2から見ると船の「速さ」は 5 m/s ということです。


このように、問題の中に「見た人」は二人います。
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「見た人の速度」という説明はすごく不親切ですね。


あなたが理解できないのも無理ないです。

問題文に人が出てきてないので、見た人の速度は存在するわけないですよね。

さて、相対速度=物体の速度-見た人の速度
について説明をしていきますが
これは具体的に考えてみるとわかりやすいでしょう。

電車に乗ったことはありますよね?
では、電車の中で、反対方向に進む電車を見たことはありますか?

例えばあなたが北の方角に進む電車に乗っているとき、
南の方角に進む電車とすれ違ったとしたら、
その南に進んでる電車のスピードは速く感じるでしょうか?遅く感じるでしょうか?

また、逆に、あなたの電車と同じく北の方角に進む電車が横に並んだとしたら、
その電車はどう見えるでしょうか?
早い?遅い?止まって見える?

この二つのことについてイメージしてみてくださいね。

それぞれの答えですが、反対の方角に進んでいるとき、電車の中から見るその電車はすごく早く見えるはずです。
これは、例えば、二つの電車がそれぞれ時速50キロで走っていたとしたら
50キロ+50キロ=100キロのスピードに見えるからです。

相対速度=物体の速度-見た人の速度
に当てはめてみると、
相対速度=南に進む電車の速度-北に進む電車 の速度(北に進む電車が今回の自分の速度)

方角を揃えると
相対速度= 南に進む電車の速度-(南に進む電車のマイナスの速度)
となります。
そして計算すると 50-(-50)=100キロですね。

二つ目の同じ方向に進む場合の答えは
全く同じスピードだとすると
止まって見えます。
式で表すと
50-50=0キロ となるからですね。

これらを踏まえて、本題に取り組んで見てください。

船が進むのを真横からあなたが見ていると考えてみてください。(あなたは動いていない)
そもそもの水の流れの速さで船の速さが同じ方向なので足し算となり、
3+5=8m/s となります。
このスピードで
20メートル渡るので、2.5秒が答えですね。
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