고등학생을 위한 기계공학개론

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 11일 출간

작품소개

책소개

이 책은 고등학생들이 대학교에서 배우게 될 기계공학의 핵심 개념들을 미리 체험할 수 있도록 구성된 입문서입니다. 복잡한 수식과 이론보다는 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 사례들을 통해 기계공학의 기본 원리를 설명합니다. 아르키메데스의 고대 발명품부터 현대의 로켓 기술까지, 기계공학이 인류 문명 발전에 어떤 역할을 해왔는지 역사적 맥락과 함께 제시합니다. 기계공학이 단순히 기계를 만드는 학문이 아니라 힘과 운동, 에너지와 재료, 설계와 제조를 종합적으로 다루는 융합 학문임을 보여줍니다.

정역학과 동역학부터 유체역학과 열역학까지, 기계공학의 기초 이론 4대 분야를 차례로 다룹니다. 건축물의 구조 해석, 자동차 브레이킹 시스템, 비행기의 양력 원리, 냉장고의 냉각 사이클 등 실제 공학 시스템을 통해 이론을 설명합니다. 재료역학에서는 응력과 변형률의 개념을 건축물 기둥과 항공기 날개 설계에 적용하여 보여주고, 제조공학에서는 3D 프린팅부터 스마트팩토리까지 현대 제조 기술의 발전 과정을 추적합니다. 각 분야가 독립적이지 않고 서로 연결되어 하나의 완성된 기계 시스템을 이루는 과정을 단계별로 설명합니다.

기계요소와 제어시스템, 진동과 소음, 계측 기술 등 실용적인 공학 기술들을 구체적인 사례와 함께 제시합니다. 나사와 기어, 베어링과 스프링 같은 기본 기계요소들이 어떻게 복잡한 기계 시스템을 구성하는지 보여주고, 자동차 크루즈 컨트롤과 로봇 관절 제어를 통해 피드백 제어의 원리를 설명합니다. CAD와 CAM 기술, 유한요소해석 등 현대 기계설계에 필수적인 컴퓨터 활용 기술도 다룹니다. 각 챕터마다 해당 기술이 실제 산업 현장에서 어떻게 활용되는지 구체적인 예시를 제공하여 이론과 실무 사이의 연결고리를 명확히 합니다.

로봇공학과 메카트로닉스, 친환경 에너지 기술, 항공우주공학 등 미래 기계공학의 핵심 분야들을 폭넓게 다룹니다. 산업용 로봇부터 휴머노이드 로봇까지, 인공지능과 결합된 현대 로봇 기술의 발전 방향을 제시하고, 태양광과 풍력발전, 연료전지 등 지속가능한 에너지 기술의 기계공학적 원리를 설명합니다. 나노기술과 바이오메카닉스, 양자 센서 등 첨단 기술 분야도 포함하여 기계공학의 미래 가능성을 보여줍니다. 마지막 장에서는 기술자의 윤리적 책임과 사회적 역할에 대해 다루어, 기술이 인류에게 미치는 영향을 깊이 있게 생각해볼 기회를 제공합니다.

목차

1. 기계공학의 세계로 떠나는 여행
2. 톱니바퀴부터 로켓까지의 역사
3. 힘의 균형을 찾는 정역학
4. 움직임을 분석하는 동역학
5. 재료가 견디는 힘의 비밀
6. 물의 흐름을 다루는 유체역학
7. 열과 에너지의 변환 원리
8. 창의적 설계의 첫걸음
9. 만들어내는 기술 제조공학
10. 기계를 구성하는 재료들
11. 기계의 기본 구성요소들
12. 스스로 조절하는 제어시스템
13. 떨림과 소음의 과학
14. 컴퓨터로 설계하고 제작하기
15. 정확하게 측정하는 기술
16. 인간을 닮은 기계 로봇
17. 기계와 전자의 만남
18. 지구를 위한 친환경 에너지
19. 환경을 생각하는 기계공학
20. 달리고 나는 교통 기계
21. 하늘을 나는 꿈의 실현
22. 미래를 여는 첨단 기술
23. 기계공학자의 사명과 책임

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.