算数


    「移動する正方形上を動いている点の位置」

    動点を考える問題はふつう動かない図形上で考えます。このように図形自体も動く時には
    考えにくくなります。しかし、点が直線的に動くので動きが変わる位置を結ぶだけで答え
    になります。

<問題>

 図1のように,1辺が10cmの正方形アの辺の上には動く点Pがあり,毎秒2cmの速さ
で各辺の上を順に矢印の向きに動きます。また,この正方形アは図2のように,1辺が
30cmの正方形のわくの中にある幅10cmの通路を,毎秒2cmの速さで矢印の向きに1周
します。正方形アと点Pは図2の位置から同時に動き始め,1秒後には図3の位置にあり
ます。次の問いに答えなさい。
    

(1) 点Pの動いたあとを下の図にかき入れなさい。

    


(2) 点Pは正方形アの各辺の上を順に動いていますが,見かけ上は動いていないように見
 えるときがあります。その時間は何秒間ですか。















<解答>

(1) 点Pの見かけの動きは正方形の動きと点Pの実際の動きを合わせたものになります。

  正方形が1周するのにかかる時間は、上下左右それぞれの方向に20cmずつ移動する
  ことから、

   20cm×4÷毎秒2cm=40秒

  この間に点Pが正方形のどの頂点にいるのかを考えると、

   図ア  はじめ 右下
   図イ  5秒後 左下
   図ウ 10秒後 左上
   図エ 15秒後 右上
   図オ 20秒後 右下
   図カ 25秒後 左下
   図キ 30秒後 左上
   図ク 35秒後 右上
   図ケ 40秒後 右下

   

  点Pはいつも直線上を移動するので、速さを考えなくても構いません。各点を直線で
  結んだものが答です。

   

(2) 上のカ・キ・クの3つ図で点Pの位置が変わりません。25秒後から35秒後の間は
  見かけ上は点P動いていないことがわかります。答は10秒間です。

                                  答 10秒間


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