第１章｜はじめに：技術職（機械）の専門科目は“積み上げるほどコスパが上がる”分野
このページでは、公務員試験の技術職（機械）の専門科目について、 「どんな内容が出るのか」「なぜ得点源にしやすいのか」「どこでつまずきやすいのか」を スマホでも読みやすいレイアウトで整理していきます。
・機械専門科目の全体像がハッキリ見える
・材料力学・熱力学・流体力学・機械設計・制御工学の優先順位が分かる
・独学＋スタディングを組み合わせた最短合格ルートがイメージできる
1-1｜技術職（機械）専門ってどんな科目？（科目の特徴）
公務員試験の機械職は、上下水道設備・発電設備・ポンプ・空調・交通インフラなど、 機械システム全般の計画・維持管理・更新に関わる技術者として採用されます。 専門試験も、その実務に直結する分野が中心です。
- 材料力学（応力・ひずみ・はりのたわみ・座屈など）
- 熱力学（熱力学第１法則・サイクル・熱効率・冷凍サイクルなど）
- 流体力学（連続の式・ベルヌーイの定理・損失水頭・ポンプ特性など）
- 機械設計（歯車・軸・ねじ・ばね・強度設計の考え方）
- 制御工学（伝達関数・時定数・PID制御の基礎）
数式やグラフが多く一見難しそうに見えますが、 実は出題パターンがはっきりしているため、 きちんと対策すれば安定して得点源にできる専門科目です。
1-2｜なぜ技術職（機械）は“得点源になりやすい”のか
- ① 出題分野と公式がかなり固定されている
→ 材料なら「応力・ひずみ・はり」、熱なら「サイクル・効率」、 流体なら「連続の式・ベルヌーイ」など、毎年似たようなテーマです。 - ② 数式より“イメージ”をつかむと一気に楽になる
→ 荷重がかかる棒の変形、熱の流れ、流体の流れなど、 図でイメージすると公式が自然に覚えられる分野が多いです。 - ③ 一度理解すると他分野にも横展開できる
→ 応力の考え方は構造物にも、熱の考え方は設備にも、 流体の考え方は上下水道・河川・ポンプにも共通して使える知識です。
文系科目のように「覚える量が無限に見える」タイプではなく、 “限られた公式とパターンを何周も回す”ことで 着実に得点を積み上げやすいのが、機械専門の大きなメリットです。
1-3｜それでも多くの受験生がハマる“３つの落とし穴”
- ① 公式を“用途”ではなく“形”で覚えている
→ 「どんな物理現象を表す式か」ではなく、 単なる文字列として暗記してしまい、本番で選べない。 - ② 図やグラフをおろそかにしている
→ 応力–ひずみ線図、p–V線図、ポンプ特性曲線などを、 「なんとなく」眺めるだけで軸や意味を理解していない。 - ③ 単位換算や次元に注意していない
→ kPa と MPa、kW と W、kgf と N など、 単位系の違いで計算ミスを連発してしまう。
・公式は、どの現象を説明する式かを一言で言えるようにすること
・グラフや線図は「横軸・縦軸・右上がりか／右下がりか」を必ず押さえること
・計算問題は、最後に必ず“単位チェック”をするクセをつけること
この３つを意識するだけで、機械専門の正答率は大きく変わります。
1-4｜この記事を読み終えたときの“到達イメージ”
- 機械専門科目の全体像と各分野の役割がスッキリ整理できる
- 材料・熱・流体・設計・制御それぞれの頻出テーマと勉強の優先順位がわかる
- よくある計算ミス・単位ミスを事前に潰し、無駄な失点を防げる
- スタディング公務員講座を使った効率的な機械専門の攻略ルートがイメージできる
「機械の公式、多すぎて無理かも…」という状態から、 「出るところと公式の意味が分かった。あとは回数をこなすだけ」 という感覚になってもらうことが、この記事のゴールです。
次の第２章では、機械専門科目を
① 材料力学 ② 熱力学 ③ 流体力学 ④ 機械設計 ⑤ 制御工学
の５つのブロックに分けて、SVG図解で“地図化”していきます。
まずは全体マップを頭に入れてから、頻出テーマを順番に攻略していきましょう。
第２章｜機械専門科目の全体マップ（SVG図解で“地図化”）
技術職（機械）の専門科目は、大きく分けると ①材料力学 ②熱力学 ③流体力学 ④機械設計 ⑤制御工学 の５ブロックで構成されています。 まずはこの５つを“地図”として頭に入れることで、勉強の迷子を防ぎましょう。
- 材料力学：部材が壊れないようにする“強さ”の分野
- 熱力学：エンジンや冷凍機など、エネルギーの変換と効率を扱う分野
- 流体力学：水・空気などの流れ（ポンプ・配管・風）の分野
- 機械設計：歯車・軸・ねじ・ばねなど機械要素の設計の分野
- 制御工学：機械を安定して動かす制御の仕組みを扱う分野
実務では、これら５つが組み合わさって一つの機械システムを構成します。 試験対策でも、分野ごとに分けて勉強しつつ、「どこでつながっているか」を意識すると理解が早くなります。
- 第１優先：材料力学
→ 応力・ひずみ・はりの計算など、毎年のように出る定番テーマで得点差がつきやすい分野。 - 第２優先：熱力学
→ 熱効率・サイクルなど、公式と意味を理解すれば安定して取りやすい分野。 - 第３優先：流体力学
→ 連続の式・ベルヌーイ・損失水頭など、頻出公式を押さえることで得点源になりやすい。 - 第４優先：機械設計
→ 歯車・ばねなど暗記＋理解の分野。基礎を押さえたら問題演習で仕上げる。 - 第５優先：制御工学
→ 基本用語とPIDのイメージだけでも、数問は拾える“おいしい”分野。
全てを一気にやろうとすると挫折しやすいので、 まずは「材料＋熱＋流体」＝機械の３本柱に集中し、 余力で「設計・制御」を積み増していくのがおすすめです。
- 材料力学：全体の35％
- 熱力学：全体の25％
- 流体力学：全体の20％
- 機械設計：全体の10％
- 制御工学：全体の10％
実際の配点や自分の得意・不得意によって微調整は必要ですが、 この配分をベースにすると、「重要分野を取りこぼさず、時間をかけすぎない」バランスが取りやすくなります。
- 独学：公式の詳細確認・演習量の確保・自分なりのまとめノート作成
- スタディング：「何をどの順番でやるか」を動画講義で素早く把握し、 材料・熱・流体などの難所を図解で理解する役割
先にスタディングで全体マップと重要公式の意味を押さえてから、 市販テキストや過去問を解くと、理解スピードと定着率が大きく変わります。
第２章では、機械専門を「材料・熱・流体・設計・制御」の５ブロックに分解し、 優先順位と時間配分のイメージを整理しました。 次の第３章では、この５ブロックの中から特に重要な 頻出テーマ５つを取り上げ、図解＋カード形式でコンパクトに整理していきます。
第３章｜頻出テーマ５つ（図解＋ミニ解説）
技術職（機械）の専門科目では、毎年のように問われる「定番テーマ」があります。 この章では、特に重要度の高い５分野について、図解とカードでポイントをコンパクトに整理します。
3-1｜材料力学：応力・ひずみ（機械の“強さ”の基本）
- まずは「引張 ⇒ 伸びる」「圧縮 ⇒ 縮む」というイメージを固める
- σ（応力）＝ P / A、ε（ひずみ）＝ δ / L の関係を図と一緒に覚える
- 応力–ひずみ線図で「比例限度・弾性限度・降伏点・破断」の位置関係を押さえる
よくあるミスは、公式だけを暗記してどの量がどこに入るか迷うこと。 「棒に力をかけて伸びたイメージ」を頭の中で再現しながら式を立てると、ミスが減ります。
3-2｜熱力学：第１法則とカルノーサイクル（p–V線図）
- 熱力学第１法則：内部エネルギーの変化 ＝ 入ってきた熱 − 外へした仕事
- サイクル問題は「どの過程で熱を出し入れしているか」を意識する
- カルノーサイクルの効率は温度だけで決まり、
η = 1 − T低 / T高 をしっかり押さえる
計算だけを追いかけると混乱しやすい分野なので、 「エネルギーがどこからどこへ動いているか」を矢印でイメージしながら解くのがコツです。
3-3｜流体力学：連続の式・ベルヌーイの定理（配管イメージ）
- 連続の式：水量（流量）を一定に保つための関係式と理解する
- ベルヌーイの定理は「位置エネルギー＋圧力エネルギー＋速度エネルギー」が一定という考え方
- 高さの違い・断面積の違い・圧力の違いがどの項に効いてくるかを意識する
連続の式とベルヌーイの定理は、上下水道・ポンプ・配管設計など公務員の実務にも直結する考え方です。 単なる計算ではなく、「流れのイメージ」とセットで押さえておきましょう。
3-4｜機械設計：歯車の噛み合いと速度比（円の図解）
- 基本関係は n₁ / n₂ ＝ Z₂ / Z₁（回転数と歯数は逆比）
- トルクは回転数と逆の動きをする（ゆっくり回る側で大きく）
- 複数歯車が噛み合う場合は、中間歯車の歯数は「回転方向」には効くが、
速度比には関係しないケースが多い
歯車分野は、公式を一つ覚えてしまえば難易度が一気に下がるおいしい分野です。 作図しながら「どちらが速く回るか」を確認すると、間違いが減ります。
3-5｜制御工学：PID制御の基礎（応答曲線イメージ）
- P（比例）：ズレが大きいほど大きく動く → 応答を素早くする
- I（積分）：ズレを累積して評価 → 最終的な定常偏差をゼロに近づける
- D（微分）：変化の速さを評価 → 振動やオーバーシュートを抑える
- 試験では「Pのみ」「P＋I」「P＋I＋D」など構成の違いを言葉で問われることが多い
制御工学は、式の計算よりも意味理解の比重が高い分野です。 グラフと役割イメージを押さえておけば、文章問題・正誤問題で十分戦えます。
第３章では、材料・熱・流体・設計・制御から頻出テーマ５つを取り上げ、 「図＋短い解説」で全体像をつかみました。 次の第４章では、ここで扱った内容をベースに、 実際の事例問題を使ってNG→OK比較で理解を一段深めていきます。
第４章｜よく出る事例問題（NG→OKで理解を深める）
この章では、技術職（機械）で頻出の計算・概念問題について、 受験生がよく間違える「NGパターン」と、正しい思考の「OKパターン」を 図解つきで比較しながら理解していきます。
4-1｜材料力学：応力・ひずみの典型ミス（単位・式の混同）
「応力もひずみも変形を表す量だから同じようなもの」と考えてしまうケース。 実際には性質が全く異なる量です。
応力 σ＝P/A、ひずみ ε＝δ/L の関係を、棒の図とセットで覚えると混乱しません。 特にひずみは無次元という点が重要です。
4-2｜熱力学：熱効率の典型ミス（逆数ミス・温度ミス）
「熱量と仕事のどっちを上にするんだっけ…？」となりがち。 一度ごちゃごちゃになると何度も間違えます。
η＝W/Qin と覚えるのではなく、 「どれだけ仕事として取り出せるか」を考えれば自然と理解できます。
4-3｜流体力学：連続の式（A×v の順番ミス）
断面積が小さいと「水が通りづらいから遅くなる」と誤解してしまうケース。
流量 Q＝A×v が一定だから、 A が小さくなる → v が大きくなる という関係が即座に導けます。
4-4｜機械設計：歯車の回転数を逆に覚えるミス
直感と逆なので、最初に混乱しやすいポイントです。
歯数が多い＝外周が長い＝一周に必要な時間が長い というイメージで覚えると、逆比が理解しやすくなります。
4-5｜制御工学：PID調整でよくある誤解
Pを強くすると応答は速くなるが、行き過ぎ（オーバーシュート）が悪化する。
- P：速く近づく
- I：ズレを解消する
- D：行き過ぎを防ぐ
一つの要素だけで解決するのではなく、３つのバランスが重要です。
第４章では、材料・熱・流体・設計・制御の典型ミスを NG→OK比較＋図解で整理しました。 次の第５章では、これらのミスをさらに分類し、 「受験生が陥る共通の失敗パターン３つ」とその対策をまとめていきます。
第５章｜受験生が陥るミス３つと対策
技術職（機械）の専門科目は、「公式も範囲も多くて大変そう…」と感じやすい分野です。 しかし、実は多くの受験生が同じパターンのミスをしているだけ、ということもよくあります。 ここでは、特に頻度の高いミス３つと、その場で改善できる対策を整理します。
5-1｜ミス①：公式だけ丸暗記して「どの場面で使うか」分からない
- 材料力学・熱力学・流体力学の公式をノートにずらっと書いて満足してしまう
- 問題を見て「どの公式を使えばいいか」で止まることが多い
- 式の形だけ覚えていて、「物理的な意味」を説明できない
- 各公式に１行で「どんな現象を表す式か」を書き添える 例）ΔU＝Q−W …「エネルギー収支の式」
- 問題を読むときは、いきなり式ではなく 「これは応力の話？ 熱の出入り？ 流れ？」と現象から考える
- 同じ分野の公式は、１枚のまとめ図に集約して関連づける
「どの公式を使えばいいか分からない…」という悩みの多くは、 “現象と公式が頭の中でつながっていない”だけです。 公式を減らすのではなく、「意味のラベル」をつけてあげるイメージで整理しましょう。
5-2｜ミス②：図・単位・次元を軽視して計算ゴリ押し
- p–V線図や応力–ひずみ線図を「なんとなく眺めるだけ」で終わらせてしまう
- kPa・MPa・kW・W・m³/s などの単位変換でよく詰まる
- 解答欄の単位を見ずに数字だけ書いてしまい、桁や単位違いで失点する
- 問題を解く前に、「ざっくり大きさ」をイメージしておく 例）水圧・応力はおよそ何桁くらいか
- 計算の最後に必ず「単位チェック」をする → N・m・Pa・J・W の関係を１枚の表にして手元に置いておく
- 線図問題では、「横軸・縦軸・右上がりか右下がりか」の３つだけは毎回確認する
機械系の計算問題は、図と単位だけで不自然な答えをはじくことができます。 実務でも「桁違い」は致命的なので、試験のうちから癖づけておくのがおすすめです。
5-3｜ミス③：分野ごとに“点”で勉強して、全体像がつながらない
- 材料力学だけを何周もして、熱・流体に取りかかる頃には材料を忘れている
- 過去問を年度ではなく「分野別だけ」でつまみ食いしてしまう
- 試験本番のような“総合問題”に弱くなる
- １週間の中で 「材料の日」「熱の日」「流体の日」などローテーションを決める
- 過去問は、分野別と同時に“本試験形式”で数年分解いておく
- 「これは材料と熱が両方絡んでいるな」など、複数分野のつながりを意識してメモする
公務員試験の機械専門は、最終的に「限られた時間で全部の分野に触れる」必要があります。 日々の学習でも、なるべく「全体を少しずつ回す」イメージをもつことが重要です。
- ミス①：公式丸暗記 → 現象ベースで意味ラベリングする
- ミス②：図・単位軽視 → 線図と単位で「答えの手触り」を確認する癖をつける
- ミス③：分野ごとにバラバラ勉強 → 週間ローテーションで全体を回す
これら３つのミスを意識して修正するだけで、同じ勉強時間でも得点の伸び方が大きく変わるはずです。
ここまでで、機械専門の頻出分野と、よくあるミスとその対策を確認しました。 次の第６章では、これらの内容を踏まえて、 スタディング公務員講座を活用しながら 「講義 → 演習 → AI復習」で最短ルートをつくる方法を解説していきます。
第６章｜スタディングを使った機械専門“最短攻略ルート”
技術職（機械）の専門科目は、「広い範囲を効率よく回す」ことが合格のカギです。 ここでは、スタディング公務員講座を使った 講義 → 演習 → AI復習の最短ルートを、分野別にわかりやすく整理します。
6-1｜スタディングが機械専門と相性バツグンな理由
- ① 図解多めの講義
材料・熱・流体のイメージがつかみやすく、理解が速い。 - ② 演習量がちょうどよい
過剰すぎず不足もなく「出るところだけ」解ける。 - ③ AI問題復習が超便利
自分の弱点分野（熱力学だけ等）を自動抽出してくれる。
6-2｜【結論】機械専門は「講義 → 演習 → AI復習」で回す
機械専門は最初が一番しんどいですが、 スタディングの図解講義を一周すれば「全体像の地図」ができます。
- 材料：応力・ひずみ・はりの変形イメージを押さえる
- 熱：第１法則・サイクル図をイメージでつかむ
- 流体：ベルヌーイ・連続の式を図で理解
- 設計：歯車・軸・ばねの基本を整理
- 制御：P・I・D の役割を理解
最初は完璧を目指さず、「なんとなくOK」で先へ進むのが正解です。
講義で得た知識は、そのままでは得点に結びつきません。 過去問で“式を選ぶ力”を鍛えることで点数が一気に安定します。
- 材料 → 応力・ひずみ・はりを毎回図で書くクセをつける
- 熱 → p–V線図を自分で描く練習をする
- 流体 → A×v＝一定を毎回確認
- 設計 → 歯数と回転数の逆比は必ず復唱
- 制御 → PIDの役割を毎回口に出して整理
過去問は3〜5年分を目安に、“年度別”でも解くのがおすすめです。
スタディングの強みはここ。 AIがミスした問題を自動で集めてくれるので、 弱点分野だけを高速で復習できます。
- 熱力学だけ間違う → 熱問題だけ連続出題
- 制御だけ弱い → PID調整問題のみ自動抽出
- 流体が苦手 → ベルヌーイ＋連続の式のセット復習
弱点が数日でつぶれ、得点が一気に安定します。
6-3｜分野別に見る「スタディング活用のポイント」
- 講義の図で“応力の向き”を理解
- p–V線図のように、必ず横軸と縦軸を見る
- AI復習で「はり」の問題だけ自動抽出すると効率◎
- 図解講義でサイクルの流れを理解する
- 自分でもp–V線図を描いてみると一気に理解が進む
- AI復習なら「第１法則」「熱効率」だけを集中的に学習できる
- 導入講義の「ホースの水が速くなる図」が分かりやすい
- A×v＝一定 → 「面積が小さいと速い」を徹底
- AI復習で“連続の式”ミスだけを一気に潰せる
- 歯車・軸・ねじなど、構造図が豊富で理解が速い
- 歯車の回転数と歯数の逆比は図で覚えるべき
- AI復習で「歯車だけの弱点克服」が可能
- 「P＝速く／I＝ズレをなくす／D＝抑える」をセットで記憶
- スタディングの講義は図解が多く、苦手意識を消しやすい
- AI復習で “PIDだけ” の出題モードにできる
スタディングは、機械専門のように範囲が広い科目と相性抜群です。 ① 講義 → ② 過去問 → ③ AI復習 のサイクルで効率的に弱点を消せば、得点が驚くほど安定します。
次の第７章｜全体まとめでは、ここまでの要点を再整理します。
第７章｜全体まとめ：機械専門は“図解×公式の意味理解”で最速攻略できる
技術職（機械）の専門科目は、「覚えることが多い」「公式だらけで難しい」というイメージがありますが、 実際は出題パターンが安定しており、理解が積み上がりやすい科目です。 このページでは、材料・熱・流体・設計・制御の５分野を、図解とNG→OK比較で効率よく整理してきました。
- 材料力学では応力＝力の集中度／ひずみ＝伸び割合の意味理解が最重要
- 熱力学は「第１法則×p–V線図」でエネルギーの流れをつかむ
- 流体力学はA×v＝一定という“流量一定”だけで大半の問題が解ける
- 機械設計は歯数と回転数が逆比であることを図で覚える
- 制御工学は P・I・D の役割をセットで理解する（P＝速く、I＝ズレ解消、D＝抑える）
- ミスの大半は「公式の丸暗記」「単位・図の軽視」「分野バラバラ学習」が原因
- スタディングを使えば「講義→演習→AI復習」で弱点つぶしが高速化
機械専門は、最初に全体像をつかみ、頻出パターンを“見て覚える”だけで 得点の安定度が大きく変わります。 図・表・線図をどんどん活用しながら、自分の理解を深めていきましょう。
そして、もし「効率よく走り切りたい」「弱点だけ一気に潰したい」と感じたら、 スタディング公務員講座をうまく使うことで、 勉強時間と得点のレバレッジを最大化できます。
スタディング公務員講座を確認してみる最後の第８章では、この分野に関連性の高い記事を３つピックアップし、 機械専門をさらに深めるための学習導線を案内します。
第８章｜関連記事リンク：機械専門の理解をさらに深める
技術職（機械）の専門科目は、分野ごとに学ぶポイントが異なるため、 関連記事をうまく組み合わせることで理解がより立体的になります。 ここでは、特に相性の良い３記事を厳選して紹介します。
関連記事とセットで学ぶことで、 専門科目の理解が実務イメージとリンクし、さらに得点が安定します。 ぜひ気になる記事から読み進めてみてください。
