Innhold
Calculus, definert som den matematiske studien av endring, ble utviklet uavhengig av Isaac Newton og Gottfried Wilhelm von Leibniz på 1600-tallet. Ingeniørfag er definert som "det yrket der kunnskap om matematikk og naturvitenskap oppnådd ved studier, erfaring og praksis brukes med skjønn for å utvikle måter å utnytte naturmaterialene og kreftene i naturen til fordel for menneskeheten." Noen ingeniører bruker direkte kalkulus i sin daglige praksis, og noen bruker dataprogrammer basert på kalkulus som forenkler ingeniørdesign. To metoder for beregning, differensiering og integrering, er spesielt nyttige i utøvelsen av prosjektering, og brukes vanligvis til henholdsvis optimalisering og summering.
Anleggsvirksomhet
••• losmandarinas / iStock / Getty ImagesMange aspekter ved sivilingeniør krever beregning. For det første krever avledning av de grunnleggende fluidmekanikklikningene kalkulasjon. For eksempel bruker alle hydrauliske analyseprogrammer, som hjelper til med design av stormavløp og åpne kanalsystemer, numeriske beregningsmetoder for å oppnå resultatene. I hydrologi blir volumet beregnet som området under kurven til et plot av strømning versus tid og blir oppnådd ved bruk av kalkulus.
Konstruksjonsteknikk
I konstruksjonsteknikk brukes beregning for å bestemme kreftene i komplekse konfigurasjoner av strukturelle elementer. Strukturanalyse relatert til seismisk design krever kalkulasjon. I en jordstruktur con blir beregninger av bæreevne og skjærfasthet av jord utført ved bruk av kalkulus, og det samme er bestemmelsen av lateralt jordtrykk og skråningsstabilitet i kompliserte situasjoner.
Maskinteknikk
Mange eksempler på bruk av kalkulus finnes i maskinteknikk, som beregning av overflatearealet til komplekse objekter for å bestemme friksjonskrefter, designe en pumpe i henhold til strømningshastighet og hode, og beregne kraften som leveres av et batterisystem. Newtons lov om kjøling er en styrende differensialligning i HVAC-design som krever integrering for å løse.
Luftfartsteknologi
Tallrike eksempler på bruk av kalkulus finnes i luftfartsteknikk. Trykk over tid beregnet ved bruk av den ideelle rakettligningen er en anvendelse av kalkulus. Analyse av raketter som fungerer i trinn, krever også beregning, og det samme gjør gravitasjonsmodellering over tid og rom. Nesten alle fysikkmodeller, spesielt astronomi og komplekse systemer, bruker en form for kalkulus.