物理学の問題において、速さや時間の計算は基礎的なスキルです。この問題では、600mの電車が1000mのトンネルを通過するのにかかる時間をもとに、電車の速さを求めます。問題を解決するためには、電車の進行距離と所要時間を用いて速さを計算する方法を学びます。
問題の設定と必要な情報
問題では、以下の情報が与えられています。
- 電車の長さ：600m
- トンネルの長さ：1000m
- 電車がトンネルに入り始めてから出終わるまでの時間：40秒
電車がトンネルを完全に通過するには、電車自体の長さとトンネルの長さを合計した距離を進む必要があります。この距離を用いて、速さを求めることができます。
速さの計算方法
電車が進むべき合計の距離は、電車の長さ（600m）とトンネルの長さ（1000m）を足し合わせた1600mです。次に、与えられた時間（40秒）を使って、速さを求めます。
速さは、移動した距離をかかった時間で割ることで求められます。
速さ = 距離 ÷ 時間
ここでは、速さは以下のように計算されます。
速さ = 1600m ÷ 40s = 40m/s
速さを時速に変換する方法
次に、計算した速さを時速に変換します。1秒間に進む距離を時速にするためには、3600（1時間の秒数）を掛けることで、m/sをkm/hに変換できます。
速さ (km/h) = 40m/s × 3600 / 1000 = 144 km/h
したがって、この電車の速さは時速144kmです。
まとめ
この問題では、電車がトンネルを通過する際の速さを求めました。重要なのは、電車の進むべき距離（電車の長さとトンネルの長さの合計）と、所要時間を使って速さを求める方法です。速さの単位を変換する際には、m/sからkm/hへの変換を行うことがポイントです。理解を深めるためには、いくつかの例題を解いて、計算方法を身につけましょう。
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