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時計算とは? 時計の針の動きでわかる解き方と教え方
時計算は、時計の長針と短針の動きから、2つの針がつくる角度や、針が重なる・開くときの時刻を求める特殊算です。 「それぞれの針が1分間に何度進むか」を押さえると、計算の見通しがよくなります。
このページの上にあるシミュレーターでは、時計の針を1分ずつ動かして、針の角度を確かめられます。 この記事では、保護者の方向けに、時計算の考え方と、家で教えるときのポイントをまとめました。
時計算とは
時計の文字盤は1周が360度で、12の位置を0度として時計回りに角度を数えます。 2つの針は、それぞれ次の速さで進みます。
| 針 | 1分間に進む角度 | 1時間に進む角度 |
|---|---|---|
| 長針 | 6度 | 360度 |
| 短針 | 0.5度 | 30度 |
長針は60分で1周(360度)するので、360÷60=6度。短針は12時間で1周するので、1時間では 360÷12=30度、1分では 30÷60=0.5度です。
したがって、長針は短針より1分間に 6−0.5=5.5度 だけ多く進みます。2つの針の間の角度は、1分たつごとに5.5度ずつ変わるということです。
h時m分のときの針の角度は、次のように表せます。
- 長針:6×m 度
- 短針:30×h+0.5×m 度
この2つの差が、針のつくる角度です(180度より大きいときは、360度から引いて小さいほうを考えます)。
旅人算とのつながり
長針が短針を追いかけて、差が少しずつ縮まったり開いたりする様子は、旅人算の追いかけ算と同じ形です。 「分速6度で進む長針が、分速0.5度で進む短針を追いかける」と見ると、1分間に変わる差は 6−0.5=5.5度 で、旅人算の「速さの差」にあたります。
例題A:時刻から針の角度を求める
7時30分のとき、長針と短針がつくる角のうち、小さいほうは何度ですか。
- 長針の角度を出す:6×30=180度
- 短針の角度を出す:7時ちょうどで 30×7=210度。さらに30分で 0.5×30=15度 進むので、210+15=225度
- 差をとる:225−180=45度。180度より小さいので、これが答え。45度
短針は「ちょうどの時刻の位置」にあるのではなく、分がたつ分だけ先へ進んでいることがポイントです。 7時30分の短針は、7と8のちょうど真ん中にあります。
例題B:針の角度から時刻を求める
3時を過ぎて、短針が長針より13度先にあるのは、3時何分ですか。ただし、分は整数とします。
3時ちょうどのとき、短針は 30×3=90度、長針は0度なので、短針が90度先にあります。 長針は短針より1分間に5.5度多く進むので、この差が1分ごとに5.5度ずつ縮まっていきます。差を90度から13度にするには、縮める量は 90−13=77度 です。
- 縮める量を出す:90−13=77度
- 1分間に縮まる角度で割る:77÷5.5=14。3時14分
- 検算する:3時14分の長針は 6×14=84度、短針は 90+0.5×14=97度。97−84=13度で、問題の条件と合う
この計算は、旅人算で「はじめの差 ÷ 速さの差」を求めたのと同じ形です。
子どもがつまずきやすいポイント
1. 短針が動かないものとして考える
「7時30分だから、短針は7のところ」と考えてしまうまちがいです。 短針は1分に0.5度ずつ進み続けているので、30分では15度進んでいます。時刻を読むときは「短針はこの時刻の位置から、分の分だけ先に進んでいる」と確かめましょう。
2. 1分に進む角度を取り違える
長針は6度、短針は0.5度(1時間で30度)という数を、あいまいに覚えていると混乱します。 「長針は60分で360度だから、360÷60=6度」と、毎回自分で出せるようにしておくと、忘れても立て直せます。
3. 小さいほうの角を答える
針がつくる角は、大きいほうと小さいほうの2つあります。この記事とシミュレーターでは、180度以下の小さいほうを答えます。 差が180度より大きくなったときは、360度から引くのを忘れないようにします。
4. 答えを確かめない
答えの時刻が出たら、その時刻の長針と短針の角度をそれぞれ計算し直して、条件に合うかを確かめます。 検算をすると、針の動く速さの取り違えにも気づけます。
家での教え方
まずは針の角度を1つずつ書き出す
式に入る前に、「長針は何度、短針は何度」と、針ごとに角度を書き出す練習がおすすめです。 たとえば3時台なら、短針は 90度から始まり、10分たつと 95度、20分たつと 100度……と、10分ごとに5度ずつ進みます。
| 時刻 | 長針の角度 | 短針の角度 | 針の間の角度 |
|---|---|---|---|
| 3時0分 | 0度 | 90度 | 90度 |
| 3時10分 | 60度 | 95度 | 35度 |
| 3時20分 | 120度 | 100度 | 20度 |
| 3時30分 | 180度 | 105度 | 75度 |
長針が短針に追いついて重なり、そのあと追い越していく様子が、表からも見えてきます。 シミュレーターの「たいけん」のタブでは、この表のような動きを、針を動かしながら確かめられます。
実際の時計や、紙の時計を使う
実際の時計の針を動かしたり、紙で作った時計を回したりすると、「長針が1周する間に、短針は少ししか進まない」という感覚がつかみやすくなります。 長針が12から6まで動く30分間に、短針がちょうど15度進むことも、手を動かすと実感できます。
旅人算と結びつける
旅人算の追いかけ算を学んでいるお子さんには、「長針が短針を追いかけている」と話してみてください。 速さが「分速6度」と「分速0.5度」になっただけで、解き方は同じだと気づけます。
この記事とシミュレーターで扱わないこと
時計算には、次のような広がりもあります。この記事とシミュレーターでは、答えが整数になるものにしぼっています。
- 針が重なる時刻:たとえば4時のあと、長針が短針に追いつくのは、4時ちょうどの差120度を5.5度ずつ縮めたときです。120÷5.5=21と11分の9。つまり4時21と11分の9分になります。答えが分数になるので、シミュレーターでは扱いません
- 秒針:秒針も入る問題は扱いません
- 進む時計・遅れる時計:正しい時刻とのずれを考える問題は扱いません
- 角の大きいほう:針がつくる角のうち、大きいほう(180度より大きい角)を答える問題は扱いません
分を偶数だけにしている理由
シミュレーターの問題では、分は0、2、4……のような偶数だけを使います。 分が奇数だと、短針の角度(0.5×分)が 0.5度の位になり、針の間の角度も 0.5度の位が出てしまうからです。 たとえば3時21分の短針は 90+0.5×21=100.5度 になります。偶数分なら、角度はいつも整数にそろいます。
まとめ
- 長針は1分間に6度、短針は1分間に0.5度(1時間に30度)進む
- 長針と短針の間の角度は、1分たつごとに 6−0.5=5.5度 ずつ変わる
- 時刻から角度を求めるときは、長針の6×m度と、短針の30×h+0.5×m度の差をとる。180度より大きいときは360度から引く
- 角度から時刻を求めるときは、はじめの差と目標の差の違いを、5.5度で割る。旅人算の追いかけ算と同じ形
- 家では、針ごとに角度を書き出す → 実際の時計や紙の時計を動かす → 旅人算と結びつける、の順がおすすめ
まずはページ上部のシミュレーターで、お子さんと一緒に針を動かして、針の角度が変わっていく様子を確かめてみてください。
家で練習したい方へ
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この本の目次には『時計算』の項目があります。
時計算の
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