初級公務員・物理の問題です。

初級公務員・物理の問題です。

Ｑ．次の文のア・イに入る数字の組み合わせとして正しいものはどれか。

Ａ君は競泳用のプールを1.5m/sの速さで泳ぐが、今流れの速さが2.0m/sの川を流れに垂直な方向にＡ君が泳ぐとすると、川岸で立ち止まっている人から見て、Ａ君の進む速さは（ア）m/sである。また、この川の幅が７５mであるとすると、この川をＡ君が渡りきるのに要する時間は（イ）秒である。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（国家III種）

　ア　　イ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1)1.5　30
(2)1.5　50
(3)2.0　50
(4)2.5　30
(5)2.5　50
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【正答(5)】

私は、Ａ君の泳ぐ速度と川の流れの合成速度(Ａ君の実際に進む速さ)が2.5m/sになるということは求められたので、渡りきるのに要する時間（イ）は単純に、

７５（ｍ）÷２．５（ｍ/s）＝30（s）・・・（イ）

と求めた（肢(4)）のですが、解説の答えは(5)でした・・・。

解説には、

『川を渡る方向の速度は１．５（ｍ／ｓ）である（川の速度２．０ｍ／sは川を渡る方向に関係しない）から、』

１．５（ｍ／ｓ）×ｙ（ｓ）＝７５（ｍ）
　　　　　　　　　ｙ＝５０（ｓ）

と書かれてありましたが、私はなぜＡ君の実際の泳ぐ速度が2.5m/sなのに、2.5m/sで割らず
１．５（ｍ／ｓ）で割るのかがさっぱりわかりません。
　ちなみに物理は高校で習っておらず、独学でやっているので力学の基礎（自由落下・鉛直投げ上げの公式など）ぐらいしか知りません。

わかりやすく教えてください。よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： mi-24x 回答日時： 2010/07/02 23:05

A君の、川に対して垂直方向への速度は1.5（m／s）のままですから、

川を渡るのに要する時間は、
川の垂直方向の距離（要は川幅）75m／垂直方向への移動速度1.5（m／s）＝50s
となります。

A君が2.5（m／s）の速度で移動しているのは川に対して斜め
下流方向ですから、2.5（m／s）を生かして計算するとすれば
A君が川を渡るまでに泳いだ（斜め下流方向への距離）125mを使って計算
しなくてはなりません。となると125m／2.5（m／s）＝50s
となります。

物体の速度は基準とする方向により異なります。
だから速度の問題では、「どこを基準とした速度なのか」
ということを考える必要があります。

No.3 回答者： e410 回答日時： 2010/07/02 23:17

こんばんは!!

私も物理は勉強したことないので合成のことも良くわかりませんが、今回は問題文を良く読めば分かるかと思います!!


前半部分は、垂直なので川の流れに沿って下流に流れる状態でしょうが、
後半部分は、川を横切ることなので、川の流れは関係してないとしているのでしょう。

つまり前半と後半の問題は全く別物です!!

だから、横切る際に川の流れと自力が合成されないのです!!後半は川の流れは川を横切るの邪魔はしても、背中を後押ししてくれないわけですね…。

実際に泳いだら、多少流され下流方向の地点に着くと思いますし、時間も予定より遅くに変わってくると思います!!

しかし、それは問題の性質上難しいだろうし、但し書きに川の流れ・抵抗は考慮しない!!とかはないですか?!

いろいろ書きましたが、これでわかりますか?!

分からないなら、これ以上は説明が難しいです(*_*)他の回答を待つか、捨てるかですね(^_^;)

No.2 回答者： KEN_2 回答日時： 2010/07/02 23:12

題意から『Ａ君は競泳用のプールを1.5m/sの速さで泳ぐが・・』で、『Ａ君の実際の泳ぐ速度が2.5m/sなのに・・・』は川の流れに押されているのです。

時速80kmの電車の中で、横に10kmで走った時の時速は電車の速度は関係しないことで類推してください。