どうもSNです。前回の伝熱工学のおすすめ専門書と勉強法
の続きです。東大院の機械力学は基本的に制御工学も合わせて出題されますが他の大学院では基本的に制御工学と機械力学が別々に出題されることが多いです。今回の記事では制御工学はスルーして機械力学についておすすめの専門書や勉強法を書いていきたいと思います。
院試の機械力学はこんな感じ
機械力学は高校の力学の延長みたいな感じの科目です。ざっくりいうと
①なにはともあれ運動方程式を立てる
②解いて固有振動数などを求める
って感じの問題が多いです。とにかく運動方程式が立てられなければ話になりませんが、立てられるなら結構すんなり解ける問題が多いので比較的対策がしやすい科目だと思います。東大院ならこの後に制御の知識が必要な設問が続くって感じ。
ざっくり問題の流れを示しましたが重要な知識を示しておくと
・慣性モーメント
・固有角振動数
・ばね-ダンパ系
・多自由度の振動
って感じ。太字にしたラグランジュの運動方程式は特に重要です。これ以外には質点や剛体の運動などの学部1年で学習するような基本的な力学の知識が要求されるくらいです。もし自信がない場合は下の書籍で復習しておくとスムーズです。
考える力学
学部で学ぶ力学を非常にわかりやすく説明してくれている神本です。質点や剛体の運動から解析力学まで力学分野は大体網羅しています。網羅性も素晴らしいですが、使う数学(ベクトル、積分、線積分、面積分、体積積分)などの解説も丁寧にされている点も素晴らしいです。また、身近な物理に触れてくれるコラムのような項目も面白い。既に理解している人が力学を復習するための本としてもいいですし、苦手な人もわかるように丁寧に書かれているので理解が危うい人にも使いやすいです。持っておいて損はないかも。
おすすめの参考書
勉強方法については記事の後半で触れるとしてさっそくおすすめの専門書をいくつか紹介します。(上にあるものほどおすすめです)
機械系大学院への四力問題精選
まずはおなじみの機械系院試のバイブル四力精選です。院試範囲の機械力学は四力精選が一番コンパクトにまとまっていると思います。機械力学の問題集ならこれが一番だと個人的には思っています。基本的に4章以降を繰り返しやれば院試範囲は一通りカバーできるはずです。それでも演習量が足りないなと思う人は後述する機械力学演習でさらに演習するといいです。また、本書はあくまで演習書なので公式などの理解のための解説書として以下のJSMEやダイナミックス入門を持っておくことをおすすめします。
機械システムのダイナミックス入門
機械力学に加えて制御工学も扱っているためこれ一冊で機械力学+制御工学を網羅できるというお得感のある本です。しかし、おそらく絶版になってしまっていて手に入れるのが難しいので図書館で借りるなりしましょう。
JSMEテキストシリーズ
本サイトではおなじみのJSMEテキストシリーズです。院試範囲は6章までやれば網羅できます。安い、カラー刷りで見やすい、院試に必要な知識がコンパクトにまとまっているという神本です。練習問題と章末の問題に解答があり、公式理解だけでなく演習もできる点も素晴らしいです。これだけじゃ演習が足りねえなと思う人は同じシリーズから演習書も出てるのでやるといいかも。
機械力学演習
四力精選やった後にもっとラグランジュの運動方程式の練習がしたいなと思って購入しました。問題だけが載ってるわけではなくコンパクトに要点がまとめられているのが地味に便利です。問題量も個人的には申し分なかったかな。四力精選をやって演習量足りねえなーとかもっと練習しときたいなーと思う人にはおすすめの本です。
勉強法
次に勉強法について書きます。
押さえておく点
とにかくラグランジュの運動方程式を練習しろ!って感じです。複雑な系は大体これを使って運動方程式を求めるので必須です。繰り返し練習すればよっぽど複雑な問題以外では運動方程式を導けるようになると思います。
具体的な勉強法
押さえておく点を踏まえたうえで具体的な勉強方法について書きたいと思います。勉強法に関しては考える力学やJSME等で院試範囲の知識を確認して四力精選で演習を行うだけで機械力学の分野に関してはそれなりに戦えるようになると思います。少なくとも僕はこんな感じで対策を終えました。ラグランジュの運動方程式の部分に関しては機械力学演習で少し補強しましたが人によっては別に四力精選だけでも十分だと思います。
その後過去問で演習という感じで対策すれば、よっぽど難易度がえげつない場合以外はそれなりに点を取れるようになると思います。
機械力学に関してはこんなところですかね。個人的に四力の中で一番ちょろいと思って手を抜いてた科目なのでなんだか雑な記事になってしまいましたが参考にしてくれると幸いです。最後まで読んでくれてありがとうございました。
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