時速の平均

カメさんは、亀山までの40kmのドライブに、
カメ社のスーパーカー・タートルに乗って、
行きは時速4kmで行き、帰りは時速8kmで帰りました。
このとき、往復の時速の平均は、次のどれでしょう。
行きは時速4kmの速さで、帰りは時速8kmの平均だから、
足して2で割れば良いんじゃないの?
(4+8)÷2=6
と計算して、時速6km。
・・・・・・と考えてはいけません。
行きにかかった時間と、帰りにかかった時間の合計を計算して、それと距離から時速を出すと、時速6kmにはなりません。

やってみます。行きにかかった時間は、
40÷4=10
で10時間
帰りにかかった時間は
40÷8=5 で5時間。
帰りの早さは2倍になるから、かかる時間は半分の時間ですみます。
これを2つ足すと、往復にかかった時間は
10+5=15時間
往復の距離は、40×2=80 で80km
80kmを15時間かかるときの時速は
80÷15=5と3分の1、
時速5と3分の1km(時速5.3333km)です。
ほら時速6時間より遅いのです。
もう少し考えましょう。

電気の話

電線の中には、電気がいっぱい詰まっています。
そこでスイッチを入れると、すぐに電線につまっている電気が出てくるから、とっても早く感じます。
これは、電気を運ぶ電子の動きと、電気を運ぶ波の動きとを区別しなくてはいけません。
水道の水をひねると、水はすぐ出ます。
でもこれは、入り口から入った水がすぐ出たわけではありません。
入り口から入った水はゆっくり流れて後から出てきます。
電気をひねると、そこから電気の出口で水の出るまでの時間は光速と同じです。
でも、電気を運んでいる電子の速さは、
あっちへ曲がりこっちへ曲がって、歩くくらいの速さで前に進んでいるのだそうです。