ゴリラと学ぶ「燃費」
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。
- $y$を$x$の式であらわしてほしいウホ。
- 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?
- 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?
- 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!
- $y$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。
…
- 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。
…
- 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。
…
- 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。