半径4cmの円の上を半径1cmのコインが滑ることなく回って一周して元の位置に戻ってきたときに、コインは何回転するのか?
職場で仕事が終わり帰るまでの間、ふとしたことから日能研の電車吊り広告の中学入試の過去問題の話題が出た。
半径4cmの円の上を半径1cmのコインが滑ることなく回って一周して元の位置に戻ってきたときに、コインは何回転するのか?
という問題。
円周の長さは2πrであるからそれぞれ8πと2π
そりゃ半径が4:1なんだから円周だって4:1になるだろ
って事はコインが1回転すると2π、8πの円を一周するのには4回転のはず
答えは5回転らしいよ
工エエェェ(´д`)ェェエエ工
ってな話だった。
よーく考えてみると確かに5回転だ。
何故か
確かにコインは8πの距離を4回転して元の位置に戻ってくる。だがこのコインがなぞるラインは円周上。円周上を動くことにより1回転していることになる。
うーんわかりにくいか。
北極点の上空から地球を見る。東経0度の赤外線上に立って、赤外線に沿って地球を一周すると、地球を一周した当事者から見るとただ地面に立って赤道上を歩いて地球を一周しただけだが、北極点の上空から離れた位置で見ると地面が一回転しているためにこの人は地球を中心として一回転していることになる。
12時の位置を正立状態で前回りを始めたときに、ちょうど2πの距離で一回転するんだけれど、この2πの位置は3時の位置にある。3時の位置で正立していると言うことは既に12時の位置から見ると既に90度進んでいる事になる。立っている位置が90度進んだ方向になっているから、正立してても90度進むことになるのだ。更にもう一回転すると4πの位置に到達して正立するが、この位置は12時の位置から見ると180度進んだ場所。つまり12時の位置から見ると半回転進んでいることになる。以降同じように9時の位置では270度、一周して12時の位置では360度となり1回転した事になる。この1回転+3、6、9、12時の位置にたどり着くのに回転した4回転を足すから合計5回転と言うことになるのだ。
こんな説明でわかるのかなぁ。平成教育委員会とかならわかりやすい解説ってやってくれそうだけど。
頭が固くなっている人ほど理解できないんだそうだけど、気づくまでに1時間弱かかってしまった。
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