Calculul, definit ca studiul matematic al schimbării, a fost dezvoltat independent de Isaac Newton și Gottfried Wilhelm von Leibniz în secolul al XVII-lea. Ingineria este definită ca "profesia în care o cunoaștere a științelor matematice și naturale obținute prin studiu, experiență și practica se aplică cu judecată pentru a dezvolta modalități de a utiliza, economic, materialele și forțele naturii în beneficiul omenirii. " Unii ingineri folosesc direct calculul în practica lor zilnică, iar unii folosesc programe de calculator bazate pe calcul care simplifică ingineria proiecta. Două metode de calcul, diferențiere și integrare, sunt deosebit de utile în practica ingineriei și sunt utilizate în general pentru optimizare și, respectiv, însumare.
Inginerie civilă
•••losmandarinas / iStock / Getty Images
Multe aspecte ale ingineriei civile necesită calcul. În primul rând, derivarea ecuațiilor de bază ale mecanicii fluidelor necesită calcul. De exemplu, toate programele de analiză hidraulică, care ajută la proiectarea sistemelor de scurgere a furtunilor și a canalelor deschise, utilizează metode numerice de calcul pentru a obține rezultatele. În hidrologie, volumul se calculează ca suprafața de sub curba unui grafic de debit față de timp și se realizează folosind calculul.
Inginerie structurală
În ingineria structurală, calculul este utilizat pentru a determina forțele în configurații complexe ale elementelor structurale. Analiza structurală referitoare la proiectarea seismică necesită calcul. În contextul structurii solului, se fac calcule ale capacității portante și rezistenței la forfecare a solului folosind calculul, ca și determinarea presiunii laterale a pământului și a stabilității pantei în complex situații.
Inginerie Mecanică
Multe exemple de utilizare a calculului se găsesc în ingineria mecanică, cum ar fi calcularea suprafeței obiectelor complexe determinați forțele de frecare, proiectând o pompă în funcție de debit și de debit și calculând puterea furnizată de o baterie sistem. Legea răcirii lui Newton este o ecuație diferențială de guvernare în proiectarea HVAC care necesită integrare pentru a rezolva.
Inginerie aerospațială
Numeroase exemple de utilizare a calculului pot fi găsite în ingineria aerospațială. Impulsul în timp calculat folosind ecuația ideală a rachetei este o aplicație de calcul. Analiza rachetelor care funcționează în etape necesită, de asemenea, calcul, la fel ca modelarea gravitațională în timp și spațiu. Aproape toate modelele de fizică, în special cele de astronomie și sisteme complexe, folosesc o formă de calcul.