💡 ヒント:船の上を人が歩く(相対速度と運動量保存)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

水面に浮かんだ船の上で人が後ろに歩くと、反作用で船は前に進みます。これはロケットと同じ原理

ポイントは速度の基準。「船に対する人の速度」と「地面(水面)に対する速度」は別物です。問題で与えられているのは「船に対する」相対速度であることが多い。

✏️ 求めるもの

(1) 船の地面に対する速度、(2) 人の地面に対する速度。相対速度の関係(\(v_人 = v_船 + v_{相対}\))と運動量保存則を組み合わせる。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 正の向きを決める:「船が進む向き」を正とする。人は逆向きに歩く(船から見て)
  2. 相対速度を式に:\(v_人 = v_船 + v_{相対}\)。\(v_{相対}\) は問題で与えられている(マイナスの値)
  3. 運動量保存:\(m\,v_人 + M\,v_船 = 0\)
  4. 連立して解く:2 式から \(v_船\) と \(v_人\) を求める
注意

「人の速度」と聞かれたら、地面から見た速度のこと。船から見た速度(相対速度)と混同しない。問題文を読んで「どの基準系での速度を聞いているか」を必ず確認しましょう。