機械工学科で学ぶ4力学とは？そして機械工学科の就職先はどこ？

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大学験予備校・個別指導塾の武田塾　溝ノ口校です。

今回はに機械工学科に通う東工大生が「機械工学科で学ぶ4力学とは？そして機械工学科の就職先は？」についてお話しします。

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機械工学科で学ぶ4力学とは？

こんにちは、武田塾溝ノ口校講師のKです。

今回は私も通っている機械工学科について紹介していきます。

機械工学とは？

「機械工学」は、現代の生活をさらに快適にするための新しい機械について研究する学問です。

設計や製作までも行い、実際に新しい機械を世に送り出すところから、その後どんなふうに機械を役立てるかについてなども研究対象です。

現在では当たり前に使われるエンジンやポンプなどの動力機械、時計やカメラなどの精密機械、自動車や飛行機などの輸送用機械などの発展は、この学問が進歩したからこそのものだといえます。

機械工学科では何を学ぶの？

１・２年次に、数学（微積、微分方程式、線形代数、ベクトル解析など）と４力学（熱力学、材料力学、流体力学、機械力学）の基礎理論をまず身につけます。

そして、その知識をベースとして、電気・電子工学、計測工学、制御工学、情報工学など工学分野に関する科目を履修していきます。

みんな大好きロボットは制御工学の範疇になります。

設計図を書くための製図や図学、CADの演習もやり、プログラミングも必須になります。

これらの科目は講義と演習がセットになっていることが多く、さまざまな問題を解くことによって講義で得た知識の理解を深めていきます。

先ほど少し名前が出ましたが機械工学科では数学と4力学を勉強します。

数学は中学高校でも勉強していたと思うので聞いたことはあると思いますが4力学は馴染みがないと思います。

そこで簡単に4力学についても紹介します。

機械工学科で学ぶ4力学とは？

まず機械工学(Mechanical Engineering)では、次の4つの力学(通称:よんりき)を基礎として、あらゆる産業の基幹を支える重工業をはじめ、航空機／鉄道／自動車／船舶／ロボット／ロケット／人工衛星などありとあらゆる分野に応用されている工学分野です。

そして4つの力学(通称:よんりき)とは機械力学・熱力学・流体力学・材料力学になります。

それではそれぞれの力学について紹介していきます。

機械力学

いわゆるニュートンの力学でいう「剛体の力学」で、弾性・塑性変形しない対象がどのように運動するかを扱います。

振動工学とか解析力学とかはだいたいこの延長線上で学びます。

高校の力学に微分積分を足した感じだと思えばいいです。

熱力学

マクロで見た気体や液体の持つエネルギーを対象にします。

これも微分積分やエンタルピー・エントロピーの概念を除けば高校で学べる物理とそう大差はありません。

次の流体力学と合わせて熱流体力学というジャンルを構成していることもあります。

統計力学は熱力学の延長線上で学ぶことが多いですが、量子力学とともに挫折する学生が非常に多いそうです。

流体力学

その名の通り気体と液体を合わせた流体の運動について学びます。

航空関係の仕事がやりたいなら必須です。

多くの近似法を学ぶが現実にはコンピュータ・シミュレーションが用いられるのであまり細かく勉強しても役に立つ場面は少ないかもしれません。

下の材料力学とは連続体力学という共通の基礎理論を持つ遠い親戚。

材料力学

弾性をもつ（＝フックの法則に従う）固体の変形を対象とします。

建築学科とか土木工学科だと構造力学という名前で開講されていますが、内容はだいたい一緒です。

これも多くの近似が含まれる体系で、実際にはコンピュータを使った有限要素法でシミュレーションする場面が多いです。

とはいえ基本を大学学部時代に学んでおくことは非常に重要です。

ざっとこんな感じです。

これからがどう役に立つかを紹介します。

これらはどう役立つ？

これら４つの科目がどう生きてくるかというと、たとえば２０世紀における機械工学の結晶であるところのエンジンの設計なんかにはこれら全部が関わってきます。

機械にかかる荷重や振動を解析し（機械力学）、エネルギー効率の高いサイクルを実現し（熱力学）、吸気と排気がスムーズに行える仕組みを作り（流体力学）、これらの条件に耐えうる材料を選ぶわけです（材料力学）。

もちろん就職したあとにこれらすべてに関わることはないし、実際に使える高度な知識を教員が授けるわけではないですが、機械の設計に際しては必須の基礎知識ばかりです。

機械工学科の就職先は？

あらゆる産業は機械抜きでは成り立たないため、機械製造業界はもちろん、ほとんどすべての業界において活躍の可能性があります。

選択肢が多すぎて的を絞りにくいこともあるので、個別企業をしっかり調べましょう。

機械業界は工作機械、建設機械、精密機械、産業用ロボットなどに分かれますが、それ以外の業界（石油・化学、土木、建設、電力、ガス、情報サービス、通信・ネットワーク、鉄道・陸運、航空・海運など）にも広く目を向けて、可能性を広げましょう。

・自動車、輸送機器

自動車・バイク・飛行機・船・電車・列車といった「乗り物」をつくる業界です。

トヨタ、ホンダ、日産、Suzuki、YAMAHA、三菱重工、川崎重工といった企業が有名です。

・電機、機械

電気機器、機械をつくる業界です。身の回りにある電子機器だけではなく、工場の機械なども対象に入ります。

もちろん、いつもあなたのそばにあるスマホもそれに含まれます。

パナソニック、ソニー、NEC、東芝、日立製作所、キヤノン、富士通、東京エレクトロン、日本電産などが有名です。

・宇宙分野

ロケット、人工衛星推進系と姿勢制御、宇宙ステーション、宇宙環境利用などです。

JAXAやNASAが有名ですね。

機械系は就職率が良いので、それ目当てで入るのもアリかもしれません。

最後に・・・

少しでも機械工学科について知っていただっき興味を持っていただければ嬉しいです。

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— 武田塾　溝ノ口校 (@tkd_mizonokuchi) September 11, 2020