体育館入口のスロープ勾配と板の長さ
奈良市立若草中学校のPTAは、体育館入口の段差18cmに車いす用の仮設スロープを設置する。設置場所の水平距離は2.4mしかとれない。市の基準では、スロープの勾配は高さ÷水平距離で表し、1/12以下でなければならない。保護者の一人は「18×12=216cmだから、2.4mあれば基準を満たす」と言う。別の保護者は「坂の長さで考えなければならないのではないか」と疑問を呈した。さらに、改修工事で段差が24cmに高くなる可能性が出てきた。その場合、今の水平距離2.4mのままでは基準を満たさないため、水平距離を延ばす必要がある。スロープの板は、水平距離と高さを直角の2辺とする直角三角形の斜辺の長さが必要である。スロープの板は厚さを考えず、両端の余裕も含めない。工事担当者は、基準を満たす最小の水平距離をcm単位で求めたい。また、18cmの場合に2.4mで足りるかも確認する。保護者の中には、勾配を「高さ÷坂の長さ」と誤解している人もいる。学校運営協議会に説明するため、計算過程を残す。基準は水平距離で判断し、板の長さは材料の見積もりに使う。PTAは、18cmの場合の板の長さと、24cmの場合に最低何cm延ばせばよいかを計算することにした。
1. 段差18cm、水平距離2.4mのとき、勾配は基準1/12以下か。計算して判定しなさい。
Read the worked answer
2.4m=240cm。勾配は高さ÷水平距離なので、18÷240=0.075=3/40である。 1/12=10/120、3/40=9/120なので、3/40<1/12である。
したがって、段差18cm、水平距離2.4mのスロープは基準1/12以下を満たす。
2. 段差24cmのとき、基準を満たす最小の水平距離をcmで求め、現在の2.4mから何cm延ばす必要があるか答えなさい。
Read the worked answer
段差24cmで勾配を1/12以下にするには、水平距離をLcmとすると 24/L≤1/12。L>0より、24×12≤L、L≥288cm。
現在の水平距離は240cmなので、288-240=48cm以上延ばす必要がある。最低48cm延ばせばよい。
3. 段差18cmの場合に必要なスロープの板の長さを、小数第2位まで求めなさい。また「坂の長さで勾配を考える」という保護者の疑問に答えなさい。
Read the worked answer
水平距離240cm、高さ18cmの直角三角形の斜辺が板の長さである。 √(240²+18²)=√(57600+324)=√57924≈240.67cm。
したがって、板の長さは約240.67cm(約2.41m)必要である。
勾配の基準は「高さ÷水平距離」で判断する。坂の長さで考えると 18÷240.67≈0.0748 となり少し小さくなるが、これは基準の式ではない。坂の長さは板の材料を求めるために使うもので、勾配の判定には使わない。