速さの話 3〜新幹線と在来線〜|日常生活と理科

前回は「速さの話 2〜具体的イメージ〜」の話でした。

人と電車の秒速の速さ(新教育紀行)

歩く・走る速さと電車の速さを秒速で考えて、「だいたいの計算」をしてみました。

目次

自動車の速さ

電車の最高速度は結構早いです。

街中の車の速さは大体40km/h程度ですから、車の速さの2倍くらいです。

四輪・二輪車の規制最高速度(警視庁)

自動車が高速道路を走るときは、走るルートの制限速度によりますが、規制最高速度は最大100km/hです。

首都高速道路(首都高)はルートによって、規制最高速度が細かく設定されています。

首都高速道路:規制最高速度(首都高ドライバーズサイト)

首都高速道路は、都心部で概ね規制最高速度60km/h(上の図で青色ルート)です。

皇居付近の東京の中心部では、規制最高速度50km/h(上の図でピンクルート)となります。

さらにジャンクション付近では、規制最高速度40km/h(上の図で黄色ルート)となるルートもあります。

この速度を超えると、原則として「スピード違反」となり、罰金等の対象となります。

最高速度60km/h以下で、「高速道路なのか」という議論はあります。

首都高は複雑な道路でサーキット場のような箇所もあります。

そのため、「80km/h程度で走るには、一定以上の技量が必要」な道路です。

そのため、この「高速道路らしからぬ制限速度」もまた仕方ないでしょう。

在来線と新幹線

在来線の電車の速さを考えてみたので、新幹線の速さを考えてみましょう。

1964年の東京オリンピックの開会式に合わせて開業した新幹線。

東京オリンピック1964開会式(Wikipedia)

今年(2023年)で約60年の歴史があります。

東海道新幹線N700系(Wikipedia)

風の抵抗を弱めるためでもある優美な流線形のデザインは、子どもも大人も好きです。

新幹線の速さ

新幹線の速さ(新教育紀行)

新幹線の最高速度(速さ)は、走る路線や新幹線の種類によります。

最も早い最高速度である東北新幹線「はやぶさ」の最高速度を考えてみましょう。

どのくらいの最高速度が出るでしょうか。

少し、イメージして考えてみましょう。

最高速度200km/は、
超えるよね。

最高速度300km/h
くらい?

新幹線の最高速度の秒速

新幹線「はやぶさ」の最高時速は約320km/hです。

東北新幹線E5E6系こまち・はやぶさ(Wikipedia)

速いね!

新幹線も時速だけではなく、秒速も考えてみましょう。

このように様々な計算をするときは、「ただ計算する」のではなく比較するようにしてみましょう。

新幹線の速さ(新教育紀行)

「約320km/h=約80km/hの4倍」なので、在来線の最高速度「秒速:約22m/s」の4倍です。

そこで、22×4=88を計算すると、新幹線「はやぶさ」の最高速度「秒速:約88m/s」が分かります。

比較すると、
パッと出るね。

何度も細かい計算するより、
楽だし早い!

新幹線「はやぶさ」の速さをイメージ

とても早い新幹線「はやぶさ」の速さを身近にイメージしてみましょう。

最高速度「秒速:約88m/s」ということは、「1秒間で約100m走る」ことになります。

88mと100mでは、
だいぶ違うよ。

100/88=1.13だから、
1.1倍以上違うけど・・・

理科・サイエンスでは、厳密に考えることも大事です。

一方で、「だいたいどのくらい」というイメージを持つことも大事です。

「イメージする」ときは「だいたい、このくらい」という感じで考えてみましょう。

新幹線の速さ(新教育紀行)

最高速度「秒速:約88m/s」は、校庭の100mトラックを1秒間でパッと走り切る速さです。

とっても
速いね。

こうして考えると、
新幹線の速さがイメージできる。

小さく・細かくして考えてみる

新幹線の速さ(新教育紀行)

「時速320km/h」は数字では分かりますが、実感としては、なかなかイメージしにくいです。

それを「秒速88m/s」=「1秒間で約100m移動する」と考えると、イメージしやすくなります。

このように「小さな単位で考える」や「小さくする」「細かくする」と分かりやすいこともあります。

身近なことなど、色々と考えてみましょう。

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