理科の問題で神経が信号を伝える速さを求める問題があります。例えば、実験で生徒が手をつないで信号を伝え、その時間を計測した場合、神経の伝達速度をどのように計算するのかについて解説します。この記事では、その計算方法をステップごとに詳しく説明します。
1. 実験の概要
実験では、20人の生徒が手をつないで1列に並び、1番目の生徒がストップウォッチを押し、その後、次々に生徒が手をつなぎ、最後に20番目の生徒が旗を上げるという方法で神経の伝達時間を測定します。実験の結果、スタートから5秒で旗が上がったことが分かっています。
ここで求めるのは、神経信号が1人あたりの距離を何秒で伝わるか、つまり神経の伝達速度です。
2. 必要な情報を整理する
問題文から得られる情報は以下の通りです。
- 1人あたりの距離：2m（神経の長さ）
- 旗が上がったのを見てストップウォッチを押すまでの距離：1m（神経の長さ）
- 信号伝達にかかった時間：5秒
この情報をもとに計算を進めていきます。
3. 神経の伝達距離を計算する
神経信号の伝達にかかる時間と距離を使って速度を計算します。信号は20人に伝わるため、1人あたりの伝達距離を計算します。
1人あたりの伝達距離は2mとして、20人全員が順番に信号を受け取っていきます。また、ストップウォッチが押される瞬間に旗が上がったのは、20番目の生徒が神経信号を受け取ってからです。この伝達時間をもとに、伝達速度を求めます。
4. 神経信号の伝達速度を計算する
神経信号の伝達にかかった時間は5秒で、その間に20人が1列に並んでいます。それぞれの生徒が2mの距離を伝えますので、全体の距離は次のように計算されます。
- 2m × 20人 = 40m（信号が伝わる総距離）
次に、神経信号の伝達速度を求めるために、全体の距離を時間で割ります。
- 速度 = 距離 ÷ 時間 = 40m ÷ 5秒 = 8m/s
したがって、神経信号が伝わる速さは8m/sです。
まとめ：神経の伝達速度の計算方法
この実験では、神経の伝達速度を計算するために、伝達距離と時間を使いました。伝達距離は各生徒間の距離（2m）、全体で20人分を足し合わせ、伝達速度はその総距離を時間で割ることで求めました。結果、神経信号の伝達速度は8m/sとなります。
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