השימוש בחשבון בהנדסה

חשבון, שהוגדר כמחקר המתמטי של שינוי, פותח באופן עצמאי על ידי אייזיק ניוטון ו גוטפריד וילהלם פון לייבניץ במאה ה -17. הנדסה מוגדרת כ"מקצוע שבו ידע במדעי המתמטיקה והטבע שנצבר על ידי לימוד, ניסיון ו התרגול מיושם בשיקול דעת לפיתוח דרכים לשימוש, מבחינה כלכלית, בחומרים ובכוחות הטבע לטובת האנושות. " יש מהנדסים שמשמשים ישירות בחשבון בתרגול היומיומי שלהם ויש המשתמשים בתוכנות מחשב המבוססות על חשבון שמפשטות את ההנדסה לְעַצֵב. שתי שיטות חישוב, בידול ואינטגרציה, שימושיות במיוחד בתרגול ההנדסה, ומשמשות בדרך כלל לאופטימיזציה ולסיכום, בהתאמה.

הנדסה אזרחית

זרימת ערוץ פתוח שתוכננה על ידי מהנדסים אזרחיים.

•••לוסמנדרינות / iStock / Getty Images

היבטים רבים של הנדסה אזרחית דורשים חשבון. ראשית, גזירת משוואות מכניקת הנוזלים הבסיסיות דורשת חשבון. לדוגמא, כל תוכניות הניתוח ההידראולי המסייעות בתכנון מערכות ניקוז סערה וערוצים פתוחים, משתמשות בשיטות מספרי חשבון לצורך השגת התוצאות. בהידרולוגיה, נפח מחושב כאזור שמתחת לעקומה של עלילת זרימה מול זמן ומושג באמצעות חשבון.

הנדסת מבנים

בהנדסת מבנים משתמשים בחשבון לקביעת הכוחות בתצורות מורכבות של אלמנטים מבניים. ניתוח מבני המתייחס לתכנון סיסמי דורש חשבון. בהקשר של מבנה קרקע, נעשה חישובים של כושר נשיאה ועוצמת גזירה של הקרקע באמצעות חשבון, כמו גם קביעת לחץ כדור הארץ לרוחב ויציבות השיפוע במורכבות מצבים.

הנדסת מכונות

דוגמאות רבות לשימוש בחשבון נמצאות בהנדסת מכונות, כגון חישוב שטח הפנים של עצמים מורכבים אל לקבוע כוחות חיכוך, תכנון משאבה על פי קצב זרימה וראש, וחישוב הכוח שמספקת סוללה מערכת. חוק הקירור של ניוטון הוא משוואה דיפרנציאלית המסדירה בתכנון HVAC הדורשת שילוב כדי לפתור.

הנדסת חלל

דוגמאות רבות לשימוש בחשבון ניתן למצוא בהנדסת חלל. דחף לאורך זמן המחושב באמצעות משוואת הרקטות האידיאלית הוא יישום של חשבון. ניתוח רקטות המתפקדות בשלבים דורש גם חשבון, וכך גם מודל הכבידה לאורך זמן ומרחב. כמעט כל דגמי הפיזיקה, במיוחד אלה של אסטרונומיה ומערכות מורכבות, משתמשים בחישוב כלשהו.

  • לַחֲלוֹק
instagram viewer