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解析力学キャンパス・ゼミ (馬場 敬之 (著), マセマ出版社)を読んだ感想です

解析力学キャンパス・ゼミ 馬場 敬之 (著), マセマ出版社

期間: 15日程度

特徴

単純な例を多く挙げつつきちんと導出や計算過程を書いてくれている

内容

  • 基礎事項
    • 回転行列
    • ラグランジュの運動方程式、ハミルトンの正準方程式を使用した練習問題
  • ラグランジュの運動方程式
    • オイラー角
    • オイラーの方程式
    • 変分原理
    • 仮想仕事とダランベールの原理
  • ハミルトンの正準方程式
    • 位相空間とトラジェクトリー
    • 正準変換
    • リウビルの定理
    • ポアソン括弧
    • 無限小変換

感想

事前知識:

力学の大学院授業を受講して何となく一般化座標のイメージが出来ていた。ラグランジュの運動方程式はわっぱりわかっていなかった。

全体

さすがマセマ。数学的に難しい部分をわかり安く説明していて、自分で導出できる。全体的にわかったような気がする(気がするというのは重要)。

練習問題はほぼなく、導出と例題がほとんど。

他の難しい顔した本を読む前に一回読むといいと思う。

ラグランジュの運動方程式

一般化座標で表記できるため、足が固定されていない移動ロボットの運動を考える上で重要。

ラグランジュの運動方程式:

$$ \frac{d}{dt}(\frac{\partial L}{\partial\dot q_i})-\frac{\partial L}{\partial q_i}= Q_i (i =1,2,..,f)$$

$$L=T-U$$

L:ラグランジアン

Q:非保存力による一般化力

f:自由度

q:一般化座標

一般化座標を用いて記述することで、ニュートンの運動方程式で考えなければならなかった外力や束縛力を無視して記述できる。これは素晴らしい!!

デカルト座標、極座標、球座標で考えた後、座標を一般化する。力学の記憶が定かではなくてもわかるように、自由度やコリオリの力など出てくる専門用語には必ず説明があった。

オイラー角がちょいイメージしにくかったが、他のどの本より丁寧に書いていたと思う。

かなり丁寧かつ簡単に書いている。最適降下線問題やサイクロイド曲線の問題程度までの難易度で、わかりやすい。

ハミルトンの正準方程式

ハミルトンの正準方程式:

$$ \frac{d q_i}{d t}=\frac{\partial H}{\partial p_i} $$ $$ \frac{d p_i}{d t}= - \frac{\partial H}{\partial q_i} $$

$$H=\Sigma ^f_{i=1}p_i \dot q_i - L$$

$$p_i=\frac{\partial L}{\partial \dot q_i} (i =1,2,..,f)$$

H:ハミルトニアン

q_i:一般化座標

p_i:一般化運動量

トラジェクトリー(位相空間内の代表点が描く軌跡みたいなもの)がイメージしにくく、大変だった。

個人的ハイライト

p164~ :単振動のトラジェクトリーは楕円形、という話から E=$h\nu$ ,光量子のエネルギーに触れたところが面白かった。計算量は増えるが、この考えから統計力学や量子力学に発展すると言うのが面白い。

関連

他のいろんな力学の本と合わせて読みたい。

次に読みたい

統計力学キャンパス・ゼミ馬場 敬之 (著) マセマ出版社

解析力学 細谷曉夫著 -やまなみ書房 <=無料で公開してくださっている神様ですありがとうございます!!!!

プリント基板(PCB)で名刺を作ろうということになったので、作ってみました。出来たものを自慢するのが目的です!

PCBで名刺をつくります。

目次

  • 目的と内容
  • KiCAD
  • 画像の加工
  • 完成
  • 雑記

目的と内容

プリント基板(PCB)で名刺を作ろうということになったので、作ってみました。出来たものを自慢するのが目的です!

KiCAD

KiCADについては以前使用した回をご覧ください。=> KiCADでプリント基板を作ってElecrowさんに注文

使い方は「KiCADことはじめ」を見ればだいたい大丈夫かと思います。

画像の加工

これをKiCAD のビットマップのインポートにロードして、好きなフォルダにアップロードします。

大きさを変更する場合は、元の画像かグレースケールかエクスポートのどこかの段階ですればOKです。

日本語で書けるらしいんですが、うまくいかなかったので今回は日本語も同じように画像を貼り付けます。

完成品

回路図

picの回で使ったものをつけられるようにしました。でもそれだけじゃ寂しかったのでモータードライバをつけてみました。

回路図

データ

下にある大きいRefのCu部分に電源を繋げるつもりです。

PCB data

3D view

3D view

雑記

今回は特に技術的に取り上げるものがありませんので以上です。

回路は一応動くだろうと思うんですが、テストしてないので分かりません。最低限Lチカはできるはず。

参考

2018年12月19日この記事は群馬大学電子計算機研究会 IGGG Advent Calendar 2018 – Adventarの12/19の記事です。 今年のまとめなど。

ざっくり年表

やった事コメント
1
成人式など
2テスト
3 スキー場でケータイとクルマの鍵をなくす ポケットに入れてはダメ
4 基本情報受かった、このホームページを作り始めた、markdownが楽しい
5 javaに手を出す ちんぷんかんぷん
6 マイクロマウスへ向けて動き出す マイコンむずいですね
7テストヤバい
8 ホームページを更新し始める、合気道初段になる、部誌に初投稿、インターンin東京(~9月) パスタごちそうさまでした!
9 インターンinフィリピン、マイクロマウス完成せず ゲテモノ食いになった
10 ちょっと気が抜けてた時期
11わさわさ
12 各部活引退、ROSを教えてもらい始める、WebXIoTメイカーズチャレンジ参加 飲み会がおおい

やったこと

今年中は一回海外で遊ぼうと思ってたので、それは達成しましたね!
あとは就職する気も無いのにインターンにいって冷やかしてきました。車載のセキュリティみたいなのをかじったり、電子部品工場に行ったりしました。
HTML+CSSでホームページを作り、ちょこちょこ更新しています。
ROS勉強会やWebXIoTでラズパイを使っていてだいぶ慣れてきました。これから使っていきたいです。
スキー場で車の鍵をなくすとヤバいです。俺は長野から部屋にスペアキーをとりに戻りました。ブーツで電車移動丸一日。もうポケットに入れたまま滑ったりしない。

やらなかったこと

いろんなところのツテでjavaを教えてもらい、構文を覚えたりしましたが、結局何かを作りきったわけではないです。悲しい。
マイクロマウスというラジコンみたいなのを制作中ですが、結局未だ完成せず。回路のデバッグしてます。
いろいろと手を出して半分以上失敗に終わってしまいました。(^^ゞ

今後

しばらくは参加中のWebXIoTメイカーズチャレンジへ向けた制作、ROSの勉強で、個人的にはマイクロマウスの制作と、javascriptでホームページの強化をやっていきたいと思います。
他に、つくばチャレンジやETロボコンに参加するつもりです。今年のように半端では終わらないようにします。その後は、個人的にスマホアプリを作ったり実家の農業をスマートにしたりしたいですね!

あと一番大事なんですが、新しく配属された研究室の先生、先輩と仲良くなりたいです。モーターとか作ってるとこなので、どうにか言いくるめてドローンとかやれたらうれしいです。

所感

いろいろと手を広げてみた物のずいぶんと失敗しました。書いてないとこで、資格試験落ちたり作りきれなかったりいろいろとやらかしました。
まぁ自分のキャパが解ったし、なんとなくコードが読めるようになったし、ハードとソフトの理解はわずかに深くなったし、今たいした物が作れなくても道筋がイメージ出来るようになったかと思います。あと、チーム作るって大事だなと思いました。自分で全部をやらなくていいって素晴らしいですね。
今年のやらかしを生かして来年はもう少し確実に仕上げられる予定を立てて行きたいと思います。研究室が未知ですが。こわこわ。

以上でした。良いお年を!!

追記(2019/3/18) 段落構成を変更しました。内容は変更ありません。