A változás matematikai tanulmányaként meghatározott Calculust Isaac Newton és Gottfried Wilhelm von Leibniz fejlesztette ki önállóan a 17. században. A mérnöki szakma meghatározása: "az a szakma, amelyben a matematika és a természettudományok ismeretei tanulmányok, tapasztalatok és a gyakorlatot ítélettel alkalmazzák a természeti anyagok és erők gazdaságos hasznosításának módjainak kidolgozására az emberiség érdekében. " Egyes mérnökök közvetlenül használják a számítást a mindennapi gyakorlatban, mások pedig a számításon alapuló számítógépes programokat, amelyek egyszerűsítik a mérnöki munkát tervezés. A számítás két módszere, a differenciálás és az integráció különösen hasznos a mérnöki gyakorlatban, ezeket általában optimalizálásra és összegzésre használják.
Építőmérnöki
•••losmandarinas / iStock / Getty Images
Az építkezés számos aspektusa megköveteli a számítást. Először is, az alapvető folyadékmechanikai egyenletek levezetéséhez számításra van szükség. Például az összes hidraulikus elemzési program, amely segíti a viharelvezetés és a nyílt csatornás rendszerek tervezését, számítási módszerekkel számolja az eredményeket. A hidrológiában a térfogatot az áramlási görbe görbéje alatti területnek az idő függvényében számítják ki, és ezt számítással hajtják végre.
Szerkezetépítés
A szerkezetépítésben a számítással meghatározzák a szerkezeti elemek bonyolult konfigurációjú erőit. A szeizmikus tervezéssel kapcsolatos strukturális elemzéshez számítás szükséges. Talajszerkezeti kontextusban elvégzik a talaj teherbírásának és nyírószilárdságának számítását kalkulus alkalmazásával, valamint az oldalirányú földnyomás és a lejtőstabilitás meghatározása a komplexben helyzetek.
Gépgyártás
Számos példa található a számítás használatára a gépgyártásban, például a bonyolult tárgyak felületének kiszámításához határozza meg a súrlódási erőket, tervezzen egy szivattyút az áramlási sebesség és a fej alapján, és számítsa ki az akkumulátor által biztosított teljesítményt rendszer. Newton hűtési törvénye a HVAC tervezésének irányadó differenciálegyenlete, amelynek megoldásához integrációra van szükség.
Légközlekedési mérnökség
A repüléstechnikában számos példa található a kalkulus használatára. Az ideális rakétaegyenlet segítségével kiszámított tolóerő az idő kiszámítása. A szakaszokban működő rakéták elemzése szintén kalkulust igényel, csakúgy, mint a gravitációs modellezés az időben és a térben. Szinte az összes fizikai modell, különösen a csillagászat és az összetett rendszerek modellje, valamilyen számítási módot használ.