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ゴリラと学ぶ「燃費」

作成: 2020-01-22 | 更新: 2020-01-22

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ゴリたちゴリラは、メカゴリラ🤖のかいはつにちゃくしゅしているウホ。メカゴリラの消費電力をかんがえたりもしたけど、こんかいのメカゴリラは、バナナ🍌をつかって動く仕様にしたウホ。

ニンゲン👦のせかいでは、じどうしゃ🚙のうごくこうりつを、燃費(ねんぴ)であらわしていたりするウホ。ガソリン 1 $\rm{L}$でどれくらいのきょり$km$をはしれるかで、効率をあらわしていたウホ。
こうりつのかんがえかたは、なかなかべんりウホ。ゴリたちも、その考え方をとりいれていきたいウホ。

さっそく、メカゴリラのねんぴをけいさんしていくウホ。


もんだい

じどうしゃがガソリンをつかうように、メカゴリラ🤖はバナナジュース🍌を動力にして動くことができるとするウホ。

メカゴリラが、50 kmのきょり📏をはしるとするウホ。
そして、はしるきょり($km$)を$y$、ねんぴ(バナナジュース1 $\rm{L}$でどれくらいのきょり($km$)をはしることができるかのやつ)を$x$とするウホ。

このとき、つぎのもんだいをこたえてほしいウホ。

  1. $y$を$x$の式であらわしてほしいウホ。
  2. このメカゴリラが、50 $\rm{L}$で50 $km$はしったとき、ねんぴはどれくらいウホ?
  3. かりに、ふつうのゴリラ🦍のねんぴが5 $km / \rm{L}$とするウホ。このとき、メカゴリラのねんぴはふつうのゴリラの何倍になるウホ?
  4. かりに、ゴリラもメカゴリラも、きょり($km$) × 体重($kg$)= カロリー($k\rm{cal}$)のかんけいがあるとするウホ。また、バナナジュースが1 $\rm{L}$ = 650 kcalだとするウホ。メカゴリラが、$50 km$をバナナジュース$50 \rm{L}$ではしりきったとき、メカゴリラのたいじゅうはどれくらいになるウホ?

なお、メカゴリラもゴリラも、この問題ではバナナジュースを100%の効率でつかって、しかもバナナジュースだけで動くことができるとするウホ。

🍌🤖🍌🤖🍌🤖🍌🤖🍌🤖🍌🤖


こたえ

じゅんばんにけいさんしていくウホ!

  1. $y$を$x$の式であらわしてほしいウホ。

はしるきょり($km$)を$y$、ねんぴ($km / \rm{L}$)を$x$としているウホ。として、じっさいにはしったとするきょり($km$)が50 $km$ウホ。だから、単位からかんがえると、

$バナナジュース(\rm{L}) = \frac{きょり(km)}{ねんぴ(km / \rm{L})} = \frac{50}{x}$

になるウホ。

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  1. このメカゴリラが、50 $\rm{L}$で50 $km$はしったとき、ねんぴはどれくらいウホ?

ねんぴを$x$として、うえのしきにでてきた数をだいにゅうするウホ。

$50(\rm{L}) = \frac{50(km)}{x(km / \rm{L})}$

より、$x = 1 km / \rm{L}$になるウホ。

  1. かりに、ふつうのゴリラ🦍のねんぴが5 $km / \rm{L}$とするウホ。このとき、メカゴリラのねんぴはふつうのゴリラの何倍になるウホ?

メカゴリラのねんぴは、$1 km / \rm{L}$だったウホ。これは、ふつうのゴリラの燃費の$\frac{1}{5}$倍になるウホ。

  1. かりに、ゴリラもメカゴリラも、きょり($km$) × 体重($kg$)= カロリー($k\rm{cal}$)のかんけいがあるとするウホ。このとき、メカゴリラのたいじゅうはどれくらいになるウホ?

バナナジュースが1 $\rm{L}$ = 650 kcalだとすると、バナナジュースが50 $\rm{L}$ = 32500 kcalとなるウホ。
ここから、きょり × 体重 = カロリーだとすれば(単位はかくにんしていないから参考にしないでほしいウホ。)、

$50 km × x kg = 32500 kcal$

だから、$x$は650 $kg$になるウホ。ちょっとした軽自動車🚙ウホ。

ちなみに、ゴリラ🦍の体重は、これでけいさんすると130 kgという仮定にしていたことになるウホ。じっさいのゴリラとくらべても、そう悪くない仮定だったウホ。

よだんだけど、すごくざっくりと、メカゴリラの体重がゴリラの体重の5倍だとして、ゴリラの体がほぼほぼ炭素(C 原子量 だいたい12)でできてるとすると、メカゴリラはほぼほぼ鉄(Fe 原子量 だいたい 55)でできてるかも、という雑なすいていもできるウホ。ざっくりときめたすうじだったけど、いがいとつじつまが(むりやりだけど)あいそうで、うれしいウホ。


こたえ:

ばんごう こたえ
1 $バナナジュース(\rm{L}) = \frac{きょり(km)}{ねんぴ(km / \rm{L})} = \frac{50}{x}$
2 $1 km / \rm{L}$
3 $\frac{1}{5}$倍
4 650 $kg$

メカゴリラ🤖は、いまのままだとねんぴ🔥がわるいウホ。もうちょっと材料🔧をくふうして、たいじゅうを軽く🐦するひつようがあるウホ。そもそも、きょり($km$) × 体重($kg$)= カロリー($k\rm{cal}$)のけいさんがざっくりだから、くるま🚙とかだとどう計算しているのかもしらべてみたいウホ。
いずれは、ゴリラ🦍たちのやくにたてるように、かいりょう😀していきたいウホ。


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