時計算とけいざん

長針と短針は1分に何度ずつ進む? 針のつくる角度や、角度から時刻を、動かしながら考えます。

時を えらんで、分を 1分ずつ 進めて みよう。長針しんと 短針しんの 角は、どう かわるかな?

123456789101112間の角 90°長いはり短いはり

3時0分

  • 長針しんの 角0度
  • 短針しんの 角90度
  • 間の 角90度
  • 3時ちょうどは、長針しんが 0度、短針しんが 90度です。
  • 1分 進めると、2本の 角は どう かわるかな?

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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。

  1. 長針の角度を出す:6×30=180度
  2. 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
  3. 差をとる:225−180=45度。180度より小さいので、これが答え。45度
長針180度・短針225度123456789101112間の角 45°長いはり短いはり
7時30分:長針は180度、短針は225度の位置にあり、間の角は 225−180=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。

  1. 縮める量を出す:90−13=77度
  2. 1分間に縮まる角度で割る:77÷5.5=14。3時14分
  3. 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
短針が13度先123456789101112間の角 13°長いはり短いはり
3時14分:長針は84度、短針は97度の位置にあり、短針が13度先にある

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。

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