この計算機でできること
中学受験などでおなじみの「時計算」を解くツールです。一般的な12時間制のアナログ時計で、ある1時間の区間(たとえば「1時から2時の間」)を指定すると、長針が短針に追いついてちょうど重なる瞬間を正確に求めます。計算は純粋に幾何学的なもので、実際の時刻のルールなどは一切必要ありません。
使い方
プルダウンから対象となる1時間の区間を選んでください。長針と短針が重なる時刻を、正確な分数(60H/11)、小数、そして H:MM:SS 形式のすっきりした時刻の3通りで表示します。あわせて、その時刻における両針の初期の角度差も確認できます。
公式の解説
長針は60分で360度回るので、1分あたり6度進みます。短針は720分で360度回るので、1分あたり0.5度進みます。したがって長針は短針に対して、1分あたり \(6 - 0.5 = 5.5\) 度ずつ近づいていきます。ちょうどH時のとき、短針は長針より \(H \times 30\) 度だけ前にいます。この差を埋めるのにかかる時間は
$$t = \frac{30 \times \text{Hour}}{5.5} = \frac{60 \times \text{Hour}}{11}\ \text{minutes after the hour}$$これがH時を過ぎてから両針が重なるまでの時間です。
計算例
「3時から4時の間」(H = 3)で考えてみます。3時00分の時点での角度差は \(3 \times 30 = 90\) 度。両針が重なるのは、3時00分から
$$90 \div 5.5 = \frac{180}{11} = 16.3636\ldots\ \text{分後}$$です。これは3時16分に加えて \(\left(\frac{4}{11}\right) \times 60 = 21.8\) 秒、つまりおよそ 3時16分21.8秒となります。
よくある質問
12時間で長針と短針は何回重なりますか? ちょうど11回です。12/11時間(約65.45分)ごとに1回重なります。「12回」と思われがちですが、正しくは11回です。
なぜ60H/11は循環小数になるのですか? 分母の11が60Hを割り切れないためで、小数は周期11で繰り返します。正確な値が必要なときは、分数のまま扱えば四捨五入による誤差を避けられます。
「11時〜12時」や「12時〜1時」はどうなりますか? この場合は重なる時刻がちょうど12時00分になります(自明なケース)。そのため、これらの区間は選択肢から外していることがよくあります。