ゴムの上の芋虫?

このQ&Aのポイント
  • ゴムの上の芋虫?とは、1メートルの紐の上を芋虫が毎分1センチずつ進む話です。
  • 芋虫がゴムの一方の端からもう一方の端まで到達できるかどうかの問題として取り上げられています。
  • 芋虫が進む距離の割合を表す式は1/100Σ(k=1~n)1/kですが、これは調和級数で表されます。
回答を見る
  • ベストアンサー

ゴムの上の芋虫?

ゴムの上の芋虫?という話を聞きました。それは1メートルの紐の上を芋虫が毎分1センチずつすすんでいくのだがごむひもが1メートルずつ足されていくものとする。芋虫はごむひもの端から端まで到達できるかというのでうぃきぺでぃあにも調和級数としての例として乗っているのですが、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%AA%BF%E5%92%8C%E7%B4%9A%E6%95%B0 n分後に移動した総距離のゴムひもの長さに対する割合を 1/100Σ(k=1~n)1/kとしてとなっています。 ただ一分後は1センチ動き、糸は2メートル、次は2センチまで進んで3メートル、3センチまで進んで、4メートルという風になって5センチいき6メートルという風になって1/100(1+1/2+1/3...)とはならないような気がするのですが、、、1/100(1/2),1/100(2/3),1/100(3/4).1/100(4/5)と、調和平均の和にはならない気がするのですが。。。 n分後に進んだ総距離のそのときのゴムひもに対する割合として1/100(n/(n+1))として考えるとどんなにがんばっても1には到底たどりつかないような。。。 どこがまちがってるのかおしえてください お願いします

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • chie65535
  • ベストアンサー率43% (8516/19358)
回答No.3

>1メートルずつ足されていくものとする。 ここ、間違っています。 「足される」のではなくて「伸びる」のです。 最初の1分で、1メートルのゴム紐が2メートルに伸びるのです。上に乗っている芋虫も、伸びたゴム紐に引っ張られ、伸びた位置に移動します。 もし芋虫がまったく移動しなかったとしても「ゴム紐が伸びた分、移動する」のです。 これが「1m足される」なら、確かに、芋虫は端に到達できませんけど、「足されないで伸びている」ので、話が違うんです。 それに「1m足される」のであれば、伸縮性のあるゴム紐である必要はなく、ただの紙テープでも良い筈。 わざわざ「ゴム紐」と言っているのですから、ゴム紐の特徴である「伸縮性」に着目しなければ、この問題は無意味になります。 キモは「ゴムが伸びることで、上に乗ってる芋虫の位置も変わる」って部分なんですね。しかもこのゴム紐、無限に伸びるというスグレモノw

その他の回答 (2)

  • RTO
  • ベストアンサー率21% (1650/7788)
回答No.2

ここが間違っています 誤 「ごむひもが1メートルずつ足されていくものとする。」 正 「ごむひもは長さが1メートルずつ 長くなるように伸びる」 (ここでは切れないものとして扱う) 継ぎ足すのではなく 引っ張って伸びると考えます では次の思考実験でもどうぞ (上の条件に等しくかどうかの思考実験) 「2メートルのゴムひもがあり 毎分2メートルずつ伸びていくと考える。ゴムひもの中間点にマジックでマーキングをする。 芋虫は同じ速度で動こうとする 出発点側のゴムひもの端は固定したと考えて 見た目の芋虫の速度はどちらが早いか。 芋虫はマーキングした点までたどり着けるか。」

nemuine8
質問者

お礼

とすると、 1)いもむしは右に秒速1cmでうごきつづけている 2)紐の左の点は固定され右の端の点が右に秒速1メートルでひっぱられている ので、紐の長さは毎秒一メートルずつ伸びるが芋虫は秒速一メートル以上でうごいているということですか?

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.1

日本語の解釈, だろうなぁ. Wikipedia の説明には, 「1メートルの紐の上を芋虫が毎分1センチずつすすんでいくのだがごむひもが1メートルずつ足されていくものとする」などとは書かれていません.

nemuine8
質問者

お礼

じゃあ実際に芋虫が進む距離は1cmではないんですか?

関連するQ&A

  • ゴムひもの上の芋虫(アリ)

    表題の件を調べようと、Wikiで「調和級数」と引くと、以下のように出ています。 *** 例えば、「ゴムひもの上の芋虫」(“worm on the rubber band”) と呼ばれる逆理がある[2]。内容は「1メートルの(無限に伸びることができる)ゴムひもがある。ひもの一端からもう一方の端に向かって芋虫が毎分1センチの速さでひもの上を這うものとする。ゴムひもは1分ごとに(正確には芋虫が1センチ這った直後に)一様に長さが1メートル引き伸ばされる。すなわち、1分後に芋虫は始点から1センチ這っただけだが、実際は(ゴムひもが引き伸ばされたため)始点から2センチの位置にいることになる。2分後にはそこからさらに1センチしか這っていないにもかかわらず、実際は始点から4.5センチの位置にいる。 *** 4.5センチとは、どのように算出されるのか、教えていただけませんでしょうか。

  • ゴムが伸びる問題がわかりません.

    ゴムが伸びる問題がわかりません. 「長さ40[cm]のゴムひもの一端を固定し,他端に100[g]の物体をつるしたところ,ゴムひもは9.8[cm]伸 びた.つぎにこのゴムひもを伸ばすことなく水平に張り,中央に物体を静かにつるしたら物体は15[cm]下降した.物体の質量を求めよ.ただし,ゴムひもの質量は無視してよい.」 という問題で答えにたどり着けません. 僕は次のように考えました. 水平にゴムひもを張ったときの端をA,B,ゴムひもの中点をM,ABの中点をNとする. 物体が15[cm]下降したからMN=15[cm] ゴムひもの長さは40[cm]なのでAB=40[cm],AN=BN=20[cm] 三平方の定理よりAM=BM=25[cm] AM,BMは物体をつるす前はそれぞれAN,BNに一致していたから25-20=5[cm]伸びた. また,問題の条件より,100[g]の物体をつるすとゴムひもは9.8[cm]伸びるので,ゴムひもが5[cm]伸びたということはAN,BNにそれぞれ0.5[N]の力が働いた. 相似の関係より,AN,BNに働いた0.5[N]の力の上向きの成分は0.3[N] よってAN,BNに働く力を合成すると,Mから上方に0.6[N]の力が働いていることになり,物体に働く重力がこれにつりあっているから,重力加速度を9.8m/s^2,物体の重さをm[kg]とすると 0.6=9.8m これを解いて,m=0.061 よってこの物体の質量は61[g]だと思いました. しかし,答えには122[g]とありました. どこかで2倍し忘れているようです. どこが間違っているのか教えていただけませんか?

  • 調和数列の項間の関係式の求め方

    調和数列 {h_n}を考えます。 (※調和数列:逆数 {1/(h_n)}が等差数列になる数列) 調和数列の項h_nとh_mとの関係式が、 h_n = h_m/(1+(n-m)d)となることを示したいのですが、 できずに困っております。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%AA%BF%E5%92%8C%E6%95%B0%E5%88%97 h_n = h_1/(1+(n-1)d) , h_m = h_1/(1+(m-1)d) より、 h_n = h_m{1+(m-1)d)/(1+(n-1)d)}などとやってみたのですが・・・。 分かる方がいましたらよろしくお願い致します。

  • ゴムひもとばね定数

    自然長lのゴムひもを用いて、そのゴムひもを天井に固定し天井から質量mのおもりをつりさげたとき、ゴムひもはdだけのびた。ゴムひもはフックの法則に従うものとする。また、重力加速度をgとする。以下の設問にl、m、g、d、を使って答えなさい。 1 ゴムひものばね定数をもとめよ 2 おもりを天井まで持ち上げて静かに離すと、ゴムひもがたるんでいる間は自由落下した。ゴムひものたるみがなくなった瞬間の速度を求めよ。 3 ごむひものたるみがなくなった後、おもりが最下点に達したときのゴムひものノビをもとめよ。 4 おもりをはなしてから最下点に達するあいだで、おもりの速度とか速度の大きさの最大値を求めよ。 1番2番はそれぞれ k=(mg)/d v=gl とでましたが3番4番がわかりません教えてください。

  • 腰などを固定するゴム製の紐

    知人が何年か前に訪問販売で買ったそうなのですが、巻きつけて腰などを固定するゴム製の幅2センチくらい(筒状になっています。)長さ2~3メートルくらいのひも状の固定バンドを捜しています。 エクササイズ用の同じようなものはあったのですが、固定用のものが見つかりません。 名前だけでもいいので分かる方教えて下さい。

  • 練習用-ゴム紐付きテニスボールの力学的説明

    練習用-ゴム紐付きテニスボールをご存知ですか。ボールにゴムひもが付いていて反対側にはちょっとした重りがついています。 ボールを打つと、ゴムが伸びて、おそらくそのゴムの伸びでエネルギーが吸収されるからだと思うのですが、重りがさほど重くないのに、重りの役割をちゃんと果たします。 もしゴムひもでなく、伸び縮みしない糸で結ばれていたら、あの程度の重りなら飛ばされてしまうだろうと思います。 ボールの重さをmとして、ボールを打ったときの初速をvとして、ゴムの弾性係数をkとしたとき、ボールのエネルギーがゴムの伸びで吸収されて、重りにどれくらいの力がかかるのか、力学的に計算できませんか? よろしくお願いします。

  • 素数の世界、、、 Thueの証明で

    n,k≧1を(1+n)^k<2^nなる整数とし、p1=2,p2,,pr≦2^nなる全ての素数とする。ここでr≦kを仮定する。  自然数が素数の積として一意に分解されるという基本定理から、 全ての整数m(1≦m≦2^n)は次の形に一意的に 表される、m=2^e13^e2・・・pr^er (2からprの素数の累乗です) 問題はこのあと、 すべての可能性を検討することにより 2^n≦(n+1)n^(r-1)<(n+1)^r≦(n+1)^k<2^n の不等式です。右の3つは当たり前なのですが どうにも 2^n≦(n+1)n^(r-1) n+1かけるnのr-1乗のところが2のn乗以上になるのがよく分かりません。すべての可能性を検討するってどうしたらよいのでしょう。お教え下さい。

  • レピュニットの分解

    知恵をお貸しください。 10^k=m^2-n(n+2)・・・[1]を満たす整数m、nを探す方法がないでしょうか。 1111111=239×4649(よろしく)という興味深い素因数分解に出会い、趣味で一般のレピュニットを積に分解する方法を調べています。 (レピュニット→ https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%94%E3%83%A5%E3%83%8B%E3%83%83%E3%83%88 ) 作戦として、直接分解するのではなくレピュニット×9、つまり10^k-1を分解し、その後9で除すという方法を考えています。そして、もし[1]を満たす整数m、nがみつかれば、10^k-1=(m-nー1)(m+n+1)という積に分解できます。もちろん素数のレピュニットもあるのでm-nー1=9,m+n+1=レピュニットという自明な分解になってしまう可能性もあると思うのですが、そうでないことが多いようです。 特記すべきなのはk≧2のとき、(今調べている範囲では)必ずmが10の倍数になるケースがあることです。もっというと100の倍数になることもしばしば見られます。k=7であれば 10^7=3400^2-1248×1250 という具合です。ちなみにk=7における[1]をみたす最小のmがm=3400であり、これには何か神の意志を感じてしまいました。もし何もないところから[1]を満たすm,nを見出すことができればさまざまなレピュニットの素因数分解を手助けできると思います。 そこで[1]の有効な作り方に何かアイデアがあればご教示いただきたいのです。帰納法的に、k-1までの全てに[1]の形が存在することを前提にkのときに作るという方法でも構いません。よろしくお願いいたします。 (参考)[1]の例 k=2 → 10^2=18^2-14×16,50^2-48×50 k=3 → 10^3=32^2-4×6,60^2-50×52,168^2-164×166 k=4 → 10^4=168^2-134×136,460^2-448×450 k=5 → 10^5=320^2-48×50,468^2-344×346,1240^2-1198×1200 k=6 → 10^6=1020^2-200×202,1432^2-1024×1026,1968^2-1694×1696 k=7 → 10^7=3400^2-1248×1250,7332^2-6614×6616,21040^2-20800×20802 (注)上記は全てすでに知られているレピュニットの素因数分解から逆算して求めただけです。 しかし、見れば見るほど法則性がありそう・・・

  • 確率・期待値から導き出された漸化式について。

    E(n+1)={m(m+1)/2-[E(n)](E(n)+1)/2+[E(n)]×E(n)}/m ただし、E(1)=(m+1)/2、E(n)≦m (mは整数の定数、E(n)・E(n+1)は期待値、[E(n)]は期待値のガウス記号です。) もしくは、 E(1) = (m+1)/2 E(k) = [m-E(k-1)] + E(k-1) という、2つの漸化式の解き方や、それに関するヒントを思いついた方は、是非ご回答をよろしくお願いします。 この漸化式が導かれる過程(問題文)をこちらに載せておきます。 ​http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4174578.html​ ちなみに、上のリンク先に述べてある「先生」は、2つの漸化式(前者は先生が導いた、後者は以前回答していただいた方が提供してくれた漸化式です)は多分同じ結果になるだろう、とおっしゃっていました。 以前の質問文が間違っていたので、訂正致します。

  • ゴムの弾性率に関する質問です。

    両端が固定されている紐状のゴムの中央を押すと、くの字状に変形しますが、このときのひずみを次のように定義してもよいでしょうか?すなわち、もとのゴムの直線と押したときのくの字で二等辺三角形ができますが、この三角形の高さをひずみε(mm)として、ゴムへかけた応力δ(N)をε(mm)で除したものを弾性率 E=δ÷ε(N/mm)と算出することは誤りでしょうか? またゴムを固定した両端の距離を延ばした場合、ゴムの緊張が大きくなり、同じ距離を押すためにはより大きな応力が必要となりますが、これはゴムの弾性率が高くなったと言ってよいのでしょうか?それとも弾性率とはその物質の特性であり、同じゴムで弾性率が変化するということはないのでしょうか? ゴムを引っ張っていない状態と、引っ張った状態で、弾性率が変化したという表現が誤っているとすれば、今回のような現象を物理学的に説明するときは、どのような数式で表現するのが正しいのでしょうか? 素人のような質問で大変恐縮ですが、ご回答いただければ幸いです。