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時計算(長針と短針が作る角)

中央大学附属横浜中学校(2023年度 大問4(1))の過去問を題材に、長針と短針の作る角が開いていく様子を視覚化する

🎒 問題(中央大学附属横浜中学校 2023年度 大問4(1))

12時ちょうどを指している時計があります。長針と短針がはさむ角が、最初に 110° になるのは何分後ですか。
⬇ 下にスクロールして解説とシミュレーションを見ていきましょう
ステップ 1

12時ちょうどの状態:2本の針は重なっている(0°)

12時ちょうど(0時)の時点を確認しましょう。
短針(時針)も長針(分針)も12 の位置 → どちらも 0° にあり、ぴったり重なっています。
つまり、12時ちょうどでは2本の針が作る角は です。
ここから時間が進むと、長針は1分間に 6°、短針は 0.5° 進むので、角度の差は1分ごとに 5.5° ずつ開いていきます
0.00 分
スライダーを動かして110°になる瞬間を探してみましょう
ステップ 2

角度の変化グラフ:0° → 110° になる時間を求める

長針と短針の作る角は、時間とともに一定のペースで開いていきます
角度 = 5.5° × t (t: 12時からの経過分数)
これが初めて 110° になるのは:
5.5t = 110 → t = 110 ÷ 5.5 = 20 分後
ステップ 3

なぜ「5.5°/分」か:針の速さの差を確かめる

長針は1分に 6°、短針は1分に 0.5° 進みます。
長針 6°/分 − 短針 0.5°/分 = 5.5°/分 の速さで角が開く
この「角が開く速さ(相対速度)」が 5.5°/分 であることが、時計算のすべての鍵です。

💡 算数解法のポイント

  • 初期状態の把握:12時ちょうどは長針と短針が重なっていて角度が 0° であることが出発点です。
  • 相対速度の活用:長針と短針の「角が開く速さ」は常に 5.5°/分 。これを使えばどんな角度でも解けます。
  • 割り算で一発:110 ÷ 5.5 = 20分後。検算:長針 120° − 短針 10° = 110° ✓ になります。