中2数学:時間と水の深さのグラフ(底面積が変化するタイプ)

<ポイント>

・「途中で底面積が変わる水そう」に水を入れたときのグラフは途中で折れる
底面積が大きくなるほど、グラフの傾きはゆるやかになる
底面積が小さくなるほど、グラフの傾きは急になる

下の図のような水そうに、水を一定の割合で入れていきます。(この向きのまま)

そんな場合の「水の深さ」と「(経過)時間」の関係をグラフに表すとき、
どのようなグラフになるのかを考えてみましょう。
水量グラフ1
 
 
まず、「水は底に近いところ」から溜まっていくため、はじめは「大きな底面積をもつ部分」から溜まります。
時間が経つと、だんだんと水の深さは大きくなり、やがて「小さな底面積をもつ部分」に達すると、「深さの変化の仕方」が変わってきます。
水量グラフ2
どのように変わるかというと、
底面積が大きくなるほど、グラフの傾きはゆるやかになる
底面積が小さくなるほど、グラフの傾きは急になる
このようになります。
こちらの問題で言えば、「赤い線より上か下か」で底面積が変わることになります。

底面積が大きい方が、「1cm溜まるのにも時間がかかる」からです。
反対に、底面積が小さいのなら、「1cm溜まるのに、そんなに時間がかからない」はずです。

これらのことから、グラフに表すと、
水量グラフ3
このような形になります。

「どんな形のグラフになるのか」をイメージしながら解いていきましょう。

<補足>

・底面積が大きくなるほど、グラフの傾きはゆるやかになる
・底面積が小さくなるほど、グラフの傾きは急になる

このことは、「[底面積の大きさ]と[グラフの上がり方(傾き)]は反比例する」ということができます。
面積が2倍になれば、「同じ高さ分の水を入れるのに、2倍の時間がかかる」からです。

<まとめ>

・「途中で底面積が変わる水そう」に水を入れたときのグラフは途中で折れる
底面積が大きくなるほど、グラフの傾きはゆるやかになる
底面積が小さくなるほど、グラフの傾きは急になる

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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