高校の力学は工学系の仕事でどう役立つか

質問

こんにちは。一受験生です。
以下の分野の力学は、工学系の仕事をする際に、どんな役に立つのでしょうか。
「高校の力学の～という分野は、工学部の～学科の～学という講義を理解する上で役立ち、～という製品をつくる際に必要になる」という具合に、具体的に高校の力学がどんな製品にむすびついていくのかを教えてください。

1.物体の運動（ｖ＝ｖ0+ｇｔ、ｙ＝ｖ0ｔ+ｇｔ＾2/2）
2.摩擦（F＝μN）
3.力学的エネルギー（U＝ｍｇｈ、W＝ｍｖ＾2/2-ｍｖ0＾2/2）
4.力積、運動量、はねかえり係数e（Ft、ｍｖ）

とにかく、いま勉強していることが、社会の中でどんな役にたっているのかが知りたいので、受験生にもわかるような平易な表現で、高校の力学がどんな役にたつのかを教えてください。

回答No.1

chigichigi · ベストアンサー

本当にに沢山あるとおもいますが、
私の知っているかぎりで回答します。
２．μについて、自動車のブレーキの開発でブレーキパッドの材質の摩擦係数が大きければブレーキが利きやすい。よって、一般的にはμの大きな材料を開発しよう！とか
卓球のラケットの開発でスピン性能を上げるためにラバーの摩擦をどうしたら良いのか？とか
スタッドレスタイヤの開発では凍った路面とタイヤの摩擦抵抗の研究により自動車の安全な走行に大いに役立っているでしょう。

４．はね返り係数について、ゴルフボールをより遠くに飛ばすためにゴルフクラブの反発係数を高くするような設計や材料選択をしたり、自動車が人をはねた時に、人の怪我が少しでも軽くなるように設計するときにも使われているような気がします。

とりあえず思いつくところだけ書きました。
他の方も多く教えてくれることを願います。

受験生でそういったことに興味をもって勉強の励みにしようとする心がけに敬意を表します。過去も今日も将来も日本を支えるのは科学技術だと信じています。
頑張れ受験生！！

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.5

GTAC

大学受験のための高校の物理が役立つかどうか判りませんが、物作りにかかわる工学分野だけでなく、生物学や理学、情報分野や社会科学でもこれらの法則を使用しています。
古典的な電気、機械、土木、建築、化学、医学などでは工学基礎の基礎です。（例え意匠をやるひとでも素養は必要とされています）

生物学は化学を、理学（地球物理など）は物理を必要とします。
情報・コンピュータ科学では必要とされる分野が限られていますが、有限要素法やバーチャルリアリティーなどのＣＡＤやゲームですら実世界を模擬するのに必須ですし、それを利用する技術者との協働作業でソフトができるために素養は必要とされます。
社会科学で人間の行動や物の流れを把握してモデル化して解析するのに物理の法則が多用されています。たとえば株価の予測には運動量や摩擦の法則が、（株価総額や心理的抵抗感を加味するのに）用いられていると聞いたことがあります。

実社会で使っているかどうかという側面のほかに、その人が「同じ工学的な素養（バックグラウンド）」をもっているかどうかといった見方があります。数学・物理・化学・語学といった工学基礎を演習・実験・解析・考察などのプロセスの進めかたを体得して素地を整え、電気や機械といった専攻分野全般を理解した上で研究や実務経験を積むことで深い専門性を究めていくというのが現代の工学研究や技術開発のスタイルです。このようなプロセス（工学教育・人材開発プロセス）によってプロとしてのプライドや仕事に対する熱意・倫理性が生まれるのだと思います。また自分の専門外のことについて専門家を探し出したりするのにも必要な知識になります。

一見遠回りですが、高度化した現代社会に広く受け入れられ有害性のない物やサービスを提供するには必要なプロセスだと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.4

First_Noel

「○○はどこで役立つか？」と言うご質問はよくお見かけしますが，
それをいちいち具体的にはかけないほどに役立っています．

と言うか，高校ではいろいろな現象を個別に扱っています．
従って１～４のような式を単独で「役立つか否か」とご質問されている
のだと思いますが，実際，工学の分野ではいろいろな式を組み合わせて用います．

例えば，宇宙推進の場合，推進剤の流れには流体力学を用いますが，
そこには１～４のすべてが含まれますし，熱推進の場合には
熱力学で記述しますが，そこでは１～４のすべてが含まれます．

だから私の答えとしては，「宇宙推進の分野では，全て大いに役立っている」と
答えることになってしまいます．

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.3

sawa001

たとえば、電気製品などを床に落したとき壊れないように
するにはケースや部品にどれだけの強度をもたせればいいでしょうか。

私はまず単純計算してみます。
落下によって物体が得るエネルギーE=mghですね。
それが床に落ちて距離sで制動される場合に失うエネルギーは
制動の加速度をaとするとE=masになります。

a=gh/sとなりますから、たとえば1mから落したものが5mmで止るとき
その加速度は200gとなるわけです。

1kgのものを落せば、力の作用点には200kg重もの力がかかりますし、
内部のたった10グラムの部品にも2kg重もの力がかかります。

テレビのリモコンなんか安っぽい作りですが、落したくらいでは
壊れませんよね。ちゃんとこういうことが考慮されているわけです。

でも、こういう単純計算で設計の当りをつけられる人、少ないですよ。
わたしは物理が好きだったので、こういう感じで今役に立っています。

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.2

noname#21649

バリバリに役立ちますよ。
子供の同級生は.機械科を卒業。まったく関係ない某科に入学。卒業後.なぜがまったく関係のない自動車関係企業に就職。大学卒業したけど.結局は高校の知識の仕事をしている

お礼

ご回答ありがとうございます。