電子回路の3大要素である「抵抗」,「キャパシタ」,「インダクタ」の挙動はすべて「電磁気学」が教えてくれます.インピーダンスは便利ですが,それよりも,おおもとの「微分方程式」の形で理解するのが重要です.
●技術者のための 本質を学ぶ物理3 「電磁気学」
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力学は,電磁気や熱力学など他の物理の分野の土台です.さらには,すべての工学の土台でもあります.
力学で登場する考え方や計算テクニックで無駄なものは1つもありません.ぜひセミナの隅から隅まで全体を理解していただければと思います.
オイラー角を導入してから,3次元の座標変換を繰り返して剛体の回転運動を解析します.
計算の1ステップごとに,丁寧に解説します.ぜひ自分の手で図や数式を書いて一緒に計算してみてください.必ず役立ちます.
3次元空間中の物体の角度を指定する「オイラー角」のアニメーション
●技術者のための 本質を学ぶ物理1 「力学」
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数学のセミナでは,自分が実際に設計の仕事をする上で「これは必ず使う」というテクニックを取り上げています.
表面的な暗記ではなく「なぜその道具(数式)を使うのか?」,「どのような場面で役立つのか?」という点を強調して解説します.
技術者が行う「設計」とは,物を作る前からその挙動を把握することです.
その中心となる道具が「微分方程式」です.微分方程式を理解し,実際に解けるようになることが「技術者のための数学」の一番の目標です.
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「技術者のための 本質を学ぶ数学」シリーズ 好評発売中です.電子回路,制御システム,機械設計などに共通する数学を丁寧に解説します.
●微分・積分
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●線形代数
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●フーリエ解析
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いわゆる「工業熱力学」の内容をどこまで説明するか悩みましたが,簡単なガス・サイクルの例を出す程度にしました.
実際の工業熱力学は膨大なノウハウを集積した体系ですが,熱力学の本質的な部分を理解していれば専門書を十分に読みこなせるだろうという判断です.
「熱力学」の原稿を書いています.
ガソリン・エンジンをモデル化した「オットー・サイクル」のアニメーション.
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「熱力学」の原稿を書いています.
化学分野の話に続いて,機械工学への応用の話です.
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線形代数は
●連立1次方程式の解法
●固有値問題
●線形空間
の3つのブロックに分けると見通しがよくなります.
本セミナでは全体の構造を意識した上で,すべての項目を網羅します.最終的には,実務レベルで十分に使えるスキルが身に着きます.
●技術者のための 本質を学ぶ数学2 「線形代数」
好評発売中です.
工学やデータ分析で多用される行列計算のアルゴリズムを原理から解説し,実際のソース・コードとあわせて視覚的に解説します.
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熱力学の技術的な応用を語ろうとすると,どこまでも話が続いてしまいます.
そんなわけで,どこで原稿を切り上げれば良いのか迷っています.とりあえず機械系・電気系・化学系の技術者にとって身近な例を取り上げるように努力しています.
「熱」力学という名称から誤解を受けやすいですが,熱力学は「エネルギ」が関わる話題すべての基礎になるものです.
物理や工学において,エネルギが関わらない話はありません.それだけ熱力学は汎用的であり,すべての土台になる分野です.
「熱力学」の原稿を書いています.
熱力学を使えば「化学電池」(いわゆる普通の電池)の挙動を解析することもできます.ぜひ,電気系のエンジニアにも熱力学に興味を持ってほしいです.
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結局のところ「マクロな系」を「エネルギ的な視点で考察する」という時は,常に熱力学の体系が役立ちます.
大量の分子が関係する化学反応,大量の分子が動くエンジンやタービンなどの熱機関,大量の電子を含む固体中の電気伝導.すべて熱力学の枠組みで語ることができます.
熱力学の応用は本当に広大で,1つのセミナでは網羅することができません.
しかし,本質となる考え方さえ習得すれば,応用分野へ進んでも自由自在に使いこなせるはずです.かなり大変な作業ですが,そのようなセミナを作っています.
「熱力学」の原稿を書いています.
熱力学の化学分野への応用では,「化学ポテンシャル」を中心に話が進みます.化学ポテンシャルは,固体物性の分野では「フェルミ準位」とも呼ばれます.電気系の方にもぜひ見ていただきたいセミナです.
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