Calculus, defineret som den matematiske undersøgelse af forandring, blev udviklet uafhængigt af Isaac Newton og Gottfried Wilhelm von Leibniz i det 17. århundrede. Ingeniørarbejde defineres som "det erhverv, hvor en viden om matematik og naturvidenskab opnået ved undersøgelse, erfaring og praksis anvendes med dømmekraft for at udvikle måder til økonomisk at udnytte naturens materialer og kræfter til gavn for menneskeheden. " Nogle ingeniører bruger direkte calculus i deres daglige praksis, og nogle bruger computerprogrammer baseret på calculus, der forenkler engineering design. To beregningsmetoder, differentiering og integration, er særligt nyttige i praksis med ingeniørarbejde og bruges generelt til henholdsvis optimering og summering.
Civilingeniør
•••losmandarinas / iStock / Getty Images
Mange aspekter af anlæg kræver beregning. For det første kræver afledning af de grundlæggende fluidmekaniske ligninger beregning. For eksempel bruger alle hydrauliske analyseprogrammer, som hjælper med design af stormafløb og åbne kanalsystemer, numeriske beregningsmetoder til at opnå resultaterne. I hydrologi beregnes volumen som området under kurven for et plot af flow versus tid og opnås ved hjælp af beregning.
Strukturteknik
I strukturteknik anvendes beregning til at bestemme kræfterne i komplekse konfigurationer af strukturelementer. Strukturanalyse vedrørende seismisk design kræver beregning. I en jordstrukturkontekst foretages beregninger af jordens bæreevne og forskydningsstyrke ved hjælp af calculus, ligesom bestemmelsen af lateralt jordtryk og hældningsstabilitet i kompleks situationer.
Maskiningeniør
Mange eksempler på brug af beregning findes i maskinteknik, såsom beregning af overfladen af komplekse genstande til bestemme friktionskræfter, designe en pumpe i henhold til strømningshastighed og løftehøjde, og beregne den effekt, der leveres af et batteri system. Newtons kølingslov er en styrende differentialligning i HVAC-design, der kræver integration for at løse.
Luftfartsteknik
Talrige eksempler på anvendelse af calculus kan findes i luftfartsteknik. Thrust over tid beregnet ved hjælp af den ideelle raketligning er en anvendelse af calculus. Analyse af raketter, der fungerer i etaper, kræver også beregning, ligesom gravitationsmodellering over tid og rum. Næsten alle fysikmodeller, især astronomi og komplekse systemer, bruger en eller anden form for beregning.