ما هي فئات الرياضيات فوق حساب التفاضل والتكامل التي يحتاجها المهندسون الميكانيكيون؟

تركز الهندسة الميكانيكية ، وهي واحدة من أقدم المجالات الهندسية ، على تطبيق الفيزياء والرياضيات لتصميم وتصنيع الأنظمة والمنتجات الميكانيكية. يركز هذا المجال الهندسي بشكل كبير على تصميم وإنتاج الأدوات والآلات ، والتي يتم استخدامها في جميع أنحاء مجال الهندسة الواسع. الطلاب المهتمون بالهندسة الميكانيكية يتابعون عادةً درجة بكالوريوس العلوم في الكلية.

تتوفر التخصصات في الهندسة الميكانيكية عادةً من خلال كلية الهندسة بالجامعة ويؤدي إلى بكالوريوس العلوم ، والذي يتطلب من الطلاب إكمال 120 إلى 140 ساعة معتمدة بالطبع الشغل. خلال عامهم الأول ، يحصل الطلاب عادةً على 30 ساعة معتمدة من متطلبات التعليم العام ، و 30 ساعة معتمدة تمهيدية دورات العلوم والرياضيات ، 30 ساعة معتمدة من الدورات الأساسية في الهندسة الميكانيكية ، و 30 إلى 40 ساعة معتمدة في الهندسة الميكانيكية الاختيارية. نظرًا لأن الهندسة الميكانيكية مجال رياضي صارم ، فإن معظم برامج البكالوريوس في هذا المجال تتطلب سنتين إلى ثلاث سنوات من دورات الرياضيات المتقدمة. تختلف المتطلبات باختلاف البرامج ، ولكن معظمها يتطلب من الطلاب أن يأخذوا حساب التفاضل والتكامل 1 و 2 و 3 وحساب التفاضل والتكامل المتقدم والمعادلات التفاضلية والنمذجة الرياضية.

خلال السنة الأولى من الكلية ، عادةً ما تأخذ تخصصات الهندسة الميكانيكية حساب التفاضل والتكامل 1 و 2. حساب التفاضل والتكامل هو دراسة لمعدل تغير الوظائف ، وهاتان المقرران الأوليان تقدمان للطلاب مفاهيم التمايز والتكامل. على وجه الخصوص ، يتعلم الطلاب كيفية التمييز بين العديد من الوظائف المختلفة ودمجها في بُعد واحد ، والمعروف أيضًا باسم حساب التفاضل والتكامل الفردي المتغير. علاوة على ذلك ، يعلم التفاضل والتكامل 1 و 2 الطلاب أيضًا كيفية استخدام حاسبة الرسوم البيانية ، وهي أداة مهمة لجميع دورات الرياضيات المتقدمة.

يتم تقديم حساب التفاضل والتكامل عادةً على شكل سلسلة من ثلاث دورات - حساب التفاضل والتكامل 1 و 2 و 3 - وفصل دراسي من حساب التفاضل والتكامل المتقدم أو متعدد المتغيرات. يغطي حساب التفاضل والتكامل 3 عادةً موضوعات مثل الهندسة التحليلية الصلبة ، ومقدمة إلى المعادلات التفاضلية والتكاملات المتعددة مع التطبيقات ، ويقدم الطلاب إلى حساب التفاضل والتكامل المتقدم. علاوة على ذلك ، فإن كلا من حساب التفاضل والتكامل 3 وموضوعات غلاف التفاضل والتكامل المتقدمة مثل المتجهات والمصفوفات ، وتعليم الطلاب كيفية التمييز بين الوظائف المختلفة ودمجها في بعدين وثلاثة أبعاد. يُعرف حساب التفاضل والتكامل في بعدين وثلاثة أبعاد أيضًا باسم حساب التفاضل والتكامل متعدد المتغيرات.

بعد الانتهاء من حساب التفاضل والتكامل 1 و 2 و 3 وحساب التفاضل والتكامل المتقدم ، يتعين على طلاب البكالوريوس في برامج درجة الهندسة الميكانيكية أن يأخذوا دورتين إضافيتين في رياضيات القسم العلوي. دورة واحدة مهمة هي المعادلات التفاضلية ، والتي تغطي موضوعات مثل المعادلات التفاضلية العادية وأنظمة المعادلات وتحويلات لابلاس وحلول السلاسل. من حين لآخر ، تغطي هذه الدورة أيضًا موضوعات في المعادلات التفاضلية الجزئية. دورة أخرى مهمة هي النمذجة الرياضية. يعلم هذا المقرر الطلاب كيفية نمذجة أنواع مختلفة من حساب التفاضل والتكامل والمعادلات التفاضلية باستخدام برامج الكمبيوتر المختلفة ، وإعداد الطلاب لدورات أكثر تقدمًا موجهة بالحاسوب في الميكانيكا هندسة.