大阪公立高一般選抜学力検査問題から

　昨日大阪公立高一般選抜学力検査の問題の解説を書き始めて、一部が時間切れで積み残しとなっています。今日は解説を完成させたいと考えています(また時間切れにならないかな)。
　問題の内容は、１月と１０月に、金星と太陽が同じ方向にあった。この時の地球と金星の位置関係を答えよというものです。この間の時期には、金星は夕方西の空に見えていて、１１月になると明け方の東の空に見られるようになったという設定がされています。
　基本的には、夕方の西の空にみられる宵の明星となるのは、外合から内合までの間です。従って、１月の金星の位置は１月の地球からみて太陽の向こう側にいる場所になり、１０月では１０月地球からみて太陽の手前側にいる場所を探せばいいことになります。
　解説が手間取ったのは、この方法が使えるかどうか、言い換えれば中学校での学習項目に入っているかどうかがわからなかったからです。そこで、これが使えないとして解説を始めようとしたところでつまずきができてしまいました。基本的には、宵の明星となるのはどうして外合から内合の間といえるのかということを説明しようとし始めていました。
　一応解答に導く方法は答えましたが、昨日の続きをやっていくことにします。問題文には次の３つ事項が書かれています。
１．惑星の軌道は同じ平面状にあり円形である
２．各惑星はそれぞれ(惑星によって)一定の速度でまわっている
３．地球の自転の速度は一定である
先ほどの方法で問題を解いてしまうとここでの事項を使うことはありません(３は使う問題がある)。使わないといけないかなと考えるとどうしても、きちんと説明しないといけないのではと思ってしまいます。
　問題の設定でもこれから説明に必要なことで足りない事柄があります。つぎの３つです。
Ａ．地球の自転と公転の向き(教えられているかも)
Ｂ．地球金星の軌道の図はどちら側から見たものか(必要です)
Ｃ．金星の公転周期は地球の公転周期より長いか短いか(これは習っているかも)
習っていないものとして順番に説明します。
　Ａ地球の自転によって星や太陽は１日で１回まわります。(4)(7)はこれに関連した問題です。地球を北極側からみたとします。東から昇ってくるということは、地面はそちらの方に向かって動いていることになります。地球上の１点を東のある方向に移動させる動きは左回りです。地球の自転の向きは北川からみると左(反時計)回りになります。この向きを東(回り)といいます。
　公転の向きです。夏から冬の間に太陽の南中する高さや沈む位置が変わります。太陽が自転面からずれることを示していますが、それほど大きくありません(公転軸と自転軸の傾きは２３.４度というのは習っているはずです)。同一平面内と考えていい範囲です。簡単にするために同一平面内とします。
　星が１回まわるのにかかる時間は太陽より短くなっています。これは(8)を答えるのに必要な事項です。これを逆に言えば、太陽は星より１回まわるのに余分な時間がかかるということです。これは、太陽が１日の間で星の間を少しだけ東に進んだからです。地球が公転しているとして、太陽が東にずれて見える動きは東回りです。地球の自転と公転はどちらも東回り(北側からみて反時計回り)になります。
　Ｂ．地球の軌道の上にそこにいる時期が示されています。これをみると反時計回りになっています。このことからこの図は北側からみたものだとわかります。それからわかることを考えます。
　地球からみて太陽の方向にある星は太陽と重なって見えません。この方向の星は昼間に南中します。反対側の星は真夜中に南中します。夕方南中するのはどの方向の星でしょうか。夕方は昼間より時間がたっていますから観測者の地球上の位置は太陽から反時計回りに９０度回転した方向になります。公転進行後方になります。地球太陽を結ぶ線より公転進行後方にある星は夕方にみられることになります。逆に進行前方にある星は明け方に見られます。

　夜寝ようとする前にブログの文章を書き始めてから日付が変わってしまいましたが、まだ最後までいっていません。これだけの文章を何時間もかかっているようではいけませんね。これだと論文試験では合格できそうもありません。時間もだいぶ経過したので今日もタイムアウトとします。続きはまた明日(といっても明日になっていますが)のアップということにさせてください。