기계공학 핵심 이론 한 권으로 정리하기

기초이론을 잇는 공학 해석의 흐름

지식이야기 공학지식팀 지음

지식이야기 2026년 02월 01일 출간

작품소개

책소개

기계공학 핵심 이론 한 권으로 정리하기는 기계공학의 주요 기초 이론을 한 권에 체계적으로 정리한 안내서다. 다양한 세부 분야를 빠짐없이 나열하기보다, 기계공학을 이해하는 데 반복적으로 사용되는 공통의 원리와 해석 틀을 중심으로 구성했다. 각 장은 수학적 모델링에서 출발해 정역학, 재료역학, 동역학, 유체, 열역학, 열전달, 기계요소, 설계 해석, 공학 계산으로 이어지며, 서로 다른 주제들이 어떻게 같은 논리로 연결되는지에 초점을 맞춘다.

이 책은 개인 경험이나 사례 중심 서술을 배제하고, 표준적인 정의와 관계식, 개념 간의 연결을 통해 내용을 전개한다. 독자가 개별 공식의 암기보다, 물리량의 의미와 보존 법칙, 평형 조건, 구성 방정식 같은 핵심 구조를 이해하도록 돕는 것이 목적이다. 또한 특정 산업이나 고급 응용, 실무 노하우를 강조하기보다, 기초 이론을 정확히 읽고 해석하는 능력에 집중한다.

각 절은 개념을 도입하고 필요한 전제와 가정을 명확히 한 뒤, 대표적인 형태의 관계식이 어떤 조건에서 성립하는지를 설명하는 방식으로 구성된다. 이를 통해 독자는 문제를 만났을 때 무엇을 먼저 정의하고, 어떤 방정식을 선택하며, 결과를 어떤 기준으로 점검해야 하는지에 대한 일관된 사고 흐름을 갖추게 된다. 기계공학의 다양한 분야를 하나의 언어로 정리하고 싶은 학습자에게 실질적인 길잡이가 될 것이다.

*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.

목차

챕터 1 공학 해석을 위한 수학과 모델링
연속체 가정과 이상화
차원해석과 무차원수
스케일링과 근사해
함수와 그래프 해석
미분과 적분의 물리적 의미
선형대수와 연립방정식
미분방정식의 기본 형태

챕터 2 정역학
힘과 모멘트의 표현
자유물체도와 평형조건
구속과 반력
마찰의 정적 모델
구조물의 정정해석
도심과 관성모멘트
분포하중의 등가화

챕터 3 재료역학
응력과 변형률의 정의
축하중 부재의 거동
비틀림과 전단응력
보의 굽힘과 처짐
조합응력과 주응력
탄성, 소성, 항복 개념
좌굴의 기본 조건

챕터 4 동역학
운동학의 기본량
뉴턴 법칙과 운동방정식
일과 에너지 정리
선운동량과 충격량
각운동량과 회전운동
진동의 기본 모델
감쇠와 외력응답

챕터 5 유체정역학과 유체역학 기초
유체의 성질과 상태변수
압력과 정수압 분포
연속방정식과 질량보존
베르누이 방정식의 형태
점성, 전단응력, 유동저항
층류와 난류의 구분
관내유동의 기본 관계
경계층의 개념

챕터 6 열역학
계와 상태량의 정의
열평형과 상태방정식
에너지 보존과 제1법칙
엔트로피와 제2법칙
가역과 비가역의 구분
열기관과 냉동사이클의 개념
물질의 상변화와 성질선도

챕터 7 열전달
전도 지배 방정식의 의미
평판과 원통의 정상전도
대류의 기본 계수와 조건
복사의 기본 법칙
열저항망 해석
비정상 열전달의 개념
열교환기의 기본 관계

챕터 8 기계요소의 기본 이론
체결요소의 힘 전달 원리
축과 키의 하중 모델
베어링의 하중과 수명 개념
기어의 운동학과 접촉
스프링의 하중-변형 관계
브레이크와 클러치의 마찰 모델
피로와 안전율의 해석 틀

챕터 9 설계 해석의 기본 프레임
요구조건과 제약조건의 정식화
하중, 경계조건, 재료의 모델
허용응력과 설계기준의 개념
공차와 맞춤의 논리
정적 강도와 강성의 균형
신뢰성과 불확실성의 다루기
단순 검증 계산의 구성

챕터 10 공학 계산과 데이터 표현
단위계와 변환 규칙
유효숫자와 오차 전파
수치해석의 기본 아이디어
근 찾기와 보간의 개념
수치적 적분과 미분의 개념
표와 그래프의 표현 규칙
모델 결과의 해석과 점검

인물정보

저자(글) 지식이야기 공학지식팀

기계공학에 대한 관심을 바탕으로 독자 니즈와 시장 흐름을 꾸준히 연구하며, 복잡한 내용을 핵심 개념 중심으로 쉽게 정리한 지식콘텐츠를 성실히 제작하고 있습니다.