Conţinut
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 drept „profesia în care cunoașterea științelor matematice și naturale obținute prin studiu, experiență și practică este aplicată cu judecată pentru a dezvolta modalități de a utiliza, din punct de vedere economic, materialele și forțele naturii în beneficiul omenirii”. Unii ingineri folosesc direct calculele în practica lor de zi cu zi, iar unii folosesc programe de calculator bazate pe calculi care simplifică proiectarea ingineriei. 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 ImagesMulte aspecte ale construcțiilor civile necesită calcul. În primul rând, derivarea ecuațiilor mecanicii de bază a 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 este calculat ca aria de sub curba unei diagrame de curgere în timp și se realizează folosind calcul.
Inginerie structurală
În inginerie structurală, calculul este utilizat pentru a determina forțele în configurații complexe ale elementelor structurale. Analiza structurală referitoare la proiectarea seismică necesită calcul. Într-o structură a solului, calculele capacității de rulare și rezistenței la forfecare a solului se fac folosind calculi, la fel ca și determinarea presiunii laterale a pământului și a stabilității pantei în situații complexe.
Inginerie Mecanică
Multe exemple de utilizare a calculilor se găsesc în inginerie mecanică, cum ar fi calcularea suprafeței obiectelor complexe pentru a determina forțele de frecare, proiectarea unei pompe în funcție de debitul și capul și calcularea puterii furnizate de un sistem de baterii. Newtons legea răcirii 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 inginerie aerospațială. Aruncarea în timp calculată folosind ecuația rachetă ideală 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 ale astronomiei și sistemelor complexe, folosesc o formă de calcul.