2011年早稲田高等学院の問題です。
東経138度、北緯36度に位置する町で、太陽光発電用パネルを設置しようと計画しました。パネルは、太陽の南中時刻に太陽光を直角に受ける角度で設置すると、一番効率よく発電できます。冬至の日に太陽が南中するとき、一番効率よく発電できるパネルの角度を調べる実験をおこないました。次の問いに答えなさい。ただし、地軸は公転面に対して、66．6度かたむいているものとします。
問1 パネルは、水平な地面に対してかたむきを何度にすればよいですか。90度より小さい角度で答えなさい。
問2 夏至の日に同じように実験をした場合、パネルのかたむきは、夏至の日と冬至の日で何度、差がありますか。
問3 実験をした冬至の日、この町の南中時刻と兵庫県明石市での南中時刻には、何分の時間差がありますか。
問１ 北緯36度ですから、冬至の日の太陽の南中高度は90－（36＋23.4）＝30.6度です。
したがって図のように考えればいいので、90－30.6＝59.4°になります。
（答え）59.4°
問２ 夏至の日の南中高度は90－（36－23.4）＝77.4°です。
90－77.4＝12.6°が太陽パネルの傾きですから、59.4－12．6＝46.8°
となるわけですが、冬至と夏至の南中高度の差は23.4×2＝46.8ですから、太陽光パネルもそれと同じ差になります。
（答え）46.8°
問３ 東経138度ですから明石と3度違います。
経度差1度は1440分÷360＝4分の時差ですから、3度ですと12分になります。
（答え）12分
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