流水と船の速さの計算: 川の流れと船の移動速度

この問題では、川を流れる船の速さについて考えます。具体的には、船が下流に向かって進む場合と、上流に向かって進む場合の速さを求めます。問題のポイントは、船の速さと川の流水の速さがどのように合成されるかです。この問題を解くためには、相対速度の概念を使います。

1. 相対速度の概念

相対速度とは、ある物体が別の物体に対して移動する速さのことです。川を流れる船の場合、川の流れが船に与える影響を考慮し、船の速さと流水の速さを合成します。船が下流に進む場合と上流に進む場合では、その影響が異なります。

川の流れが加わることで、船の速さが変化します。これを理解するために、下流に進むときと上流に進むときでそれぞれ計算を行います。

船が下流に向かって進む場合、川の流れと船の進行方向が同じです。このため、川の流水の速さと船の速さは足し算になります。

問題では、船の速さは5.0 m/s、川の速さは1.5 m/sです。これらを足し合わせると、船が下流に向かって進む速さは5.0 m/s + 1.5 m/s = 6.5 m/sとなります。

船が上流に向かって進む場合、川の流れと船の進行方向が逆です。このため、川の流水の速さは船の速さから引かれます。

船の速さは5.0 m/s、川の速さは1.5 m/sです。これらを引き算すると、船が上流に向かって進む速さは5.0 m/s – 1.5 m/s = 3.5 m/sとなります。

このようにして、下流に進む場合は船の速さが加算され、上流に進む場合は船の速さが減算されることがわかります。相対速度を考慮することで、船の実際の速さを求めることができます。

したがって、質問の解答は以下の通りです。

この問題を通して、相対速度の概念とその計算方法を理解することができました。船の進行方向と川の流れを考慮し、それぞれの場合に応じた速さを求めることが大切です。このような問題を解くことで、物理的な現象を数式に落とし込む力を養うことができます。