橋平礼の電験三種合格講座

過去50年分以上の電験三種の問題を解いて分かった、電験三種は今も昔も変わりません。過去問を解きながら合格を目指しましょう。

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GO-AHEADの書籍(物理の運動を視覚化するためのMATLABアニメーション作成ガイド)

 


物理の運動を視覚化するためのMATLABアニメーション作成ガイド

物理の運動を視覚化するためのMATLABアニメーション作成ガイド Amazon Kindle版

 

 MATLABは、変数が基本的に行列となっていて、MATLAB初心者がプログラムを作成する際にかなり戸惑ってしまいます。かなりクセのある仕様となっており、Helpの説明も初心者には難しく、ほしい情報がどこにあるの分かりにくくなっています。そこで、本書では、MATLAB超初心者が作成したMATLABにこれから取り組もうという方に送る、超初心者向けの本で、MATLABで描いたグラフなどをアニメーション表示します。アニメーション表示することによって、物体の運動などが直感的に分かりやすく表示できます。

 MATLABは、科学技術の計算のための高性能なプログラミング言語です。近年ではAIのツールが導入され、基本的な計算から高度な計算まで行え、AI学習のための必須のツールとなりつつあります。ただし、個人で購入すると高価なのが難点です。

 MATLABがすでに導入済みのPCで行うことを前提として、説明していきます。元々は行列計算を簡単に扱うために作成されました。その後、GUIやグラフの描画などの機能も付け加えられ、電気工学、機械工学、数学、物理、情報分野だけでなく、文系の分野である経済、統計などの分野でも使用されています。高価である点と始めの取っ付きが悪いので、敬遠されがちですが、MATLABは強力な演算機能とグラフィカルなGUIにより、企業などでも採用されており、これを使わない手はありません。

 本書では、MATLAB超初心者の私が、MATLABの超基本的な使い方から、MATLABで高校物理で習う、物体の運動などのアニメーションの作成方法について解説していきます。本書での動作はMATLAB 2023aで動作確認をしています。また、本書にはAIに関する内容の記述やMATLAB Simulinkに関する記述ははありません。


                        目次

1.まえがき

2.MATLABの基本的な操作
 2.1 四則演算などの基本動作
 (1)MATLABの起動
 (2)HelloWorldの表示
 (3)変数を使ってHelloWorld-1の表示
 (4)信号の伝達の様子を表示
 (5)四則演算
 (6)値の表示のフォーマット
 (7)ビット演算
 (8)10進数をn進数の表示

 2.2 ファイルへ保存
 (1)ファイルの保存と実行
 (2)範囲
 (3)グラフの表示

 2.3その他の便利な機能

第1章 物体の運動
 1.1 速さ
 (a)グラフを描く
 (b)アニメーションで描く
 (c)3つの線を同時に描く
 (d)ビデオファイルに書き出す
 (e)2つのグラフを描く
 1.2 加速度
 1-3 落体の運動
 (1)自由落下
 (2)鉛直投げ下し
 (3)鉛直投げ上げ
 (4)水平投射
 (5)斜方投射

第2章 運動の法則
 2-1 力
 例題1 運動の法則
 例題2 滑車のある運動
 例題3 斜面の運動
 例題4 摩擦がある場合の運動

第3章 運動量
 例題1 反発係数

第4章 円運動と万有引力
 4.1 単振動
 例題1 バネの単振動
 例題2 振り子の単振動
 例題3 倒立振子

参考文献