Değişimin matematiksel çalışması olarak tanımlanan Calculus, 17. yüzyılda Isaac Newton ve Gottfried Wilhelm von Leibniz tarafından bağımsız olarak geliştirildi. Mühendislik, “matematiksel ve doğa bilimlerine ilişkin bir bilginin çalışma, deneyim ve deneyim yoluyla kazanıldığı meslek” olarak tanımlanmaktadır. pratik, insanlığın yararına doğanın materyallerini ve kuvvetlerini ekonomik olarak kullanmanın yollarını geliştirmek için muhakeme ile uygulanır." Bazı mühendisler günlük uygulamalarında doğrudan kalkülüs kullanır ve bazıları da mühendisliği basitleştiren kalkülüse dayalı bilgisayar programları kullanır. tasarım. Kalkülüsün iki yöntemi, türev alma ve entegrasyon, mühendislik uygulamasında özellikle yararlıdır ve genellikle sırasıyla optimizasyon ve toplama için kullanılır.
İnşaat mühendisliği
•••losmandarinalar/iStock/Getty Images
İnşaat mühendisliğinin birçok yönü hesap gerektirir. İlk olarak, temel akışkanlar mekaniği denklemlerinin türetilmesi kalkülüs gerektirir. Örneğin, yağmur tahliyesi ve açık kanal sistemlerinin tasarımına yardımcı olan tüm hidrolik analiz programları, sonuçları elde etmek için kalkülüs sayısal yöntemlerini kullanır. Hidrolojide hacim, zamana karşı bir akış grafiğinin eğrisinin altındaki alan olarak hesaplanır ve hesap kullanılarak gerçekleştirilir.
Yapısal mühendislik
Yapı mühendisliğinde, hesap, yapısal elemanların karmaşık konfigürasyonlarındaki kuvvetleri belirlemek için kullanılır. Sismik tasarımla ilgili yapısal analiz, hesap gerektirir. Bir zemin yapısı bağlamında, zeminin taşıma kapasitesi ve kesme mukavemeti hesaplamaları yapılır. karmaşık yapılarda yanal toprak basıncı ve şev stabilitesinin belirlenmesinde olduğu gibi kalkülüs kullanarak durumlar.
Makine Mühendisliği
Kalkülüsün kullanımının birçok örneği, karmaşık nesnelerin yüzey alanını hesaplamak gibi makine mühendisliğinde bulunur. Sürtünme kuvvetlerinin belirlenmesi, debi ve basma yüksekliğine göre pompa tasarımı ve pilin sağladığı gücün hesaplanması sistem. Newton'un soğutma yasası, HVAC tasarımında çözülmesi için entegrasyon gerektiren bir yönetici diferansiyel denklemdir.
Uzay Mühendisliği
Kalkülüsün kullanımına ilişkin çok sayıda örnek havacılık ve uzay mühendisliğinde bulunabilir. İdeal roket denklemi kullanılarak hesaplanan itme zaman içinde bir kalkülüs uygulamasıdır. Aşamalar halinde çalışan roketlerin analizi, zaman ve uzay üzerinde yerçekimi modellemesinin yaptığı gibi, aynı zamanda hesap gerektirir. Hemen hemen tüm fizik modelleri, özellikle astronomi ve karmaşık sistemler, bir tür kalkülüs kullanır.