Isi
Kalkulus, yang didefinisikan sebagai studi perubahan matematis, dikembangkan secara mandiri oleh Isaac Newton dan Gottfried Wilhelm von Leibniz pada abad ke-17. Rekayasa didefinisikan sebagai "profesi di mana pengetahuan matematika dan ilmu alam diperoleh dengan belajar, pengalaman, dan praktik diterapkan dengan penilaian untuk mengembangkan cara untuk memanfaatkan, secara ekonomis, bahan dan kekuatan alam untuk kepentingan umat manusia." Beberapa insinyur langsung menggunakan kalkulus dalam praktek sehari-hari mereka dan beberapa menggunakan program komputer berdasarkan kalkulus yang menyederhanakan desain teknik. Dua metode kalkulus, diferensiasi dan integrasi, sangat berguna dalam praktik rekayasa, dan umumnya digunakan untuk optimasi dan penjumlahan, masing-masing.
Teknik Sipil
••• losmandarinas / iStock / Getty ImagesBanyak aspek teknik sipil membutuhkan kalkulus. Pertama, derivasi dari persamaan mekanika fluida dasar membutuhkan kalkulus. Misalnya, semua program analisis hidrolik, yang membantu dalam desain sistem drain badai dan saluran terbuka, menggunakan metode numerik kalkulus untuk memperoleh hasil. Dalam hidrologi, volume dihitung sebagai area di bawah kurva alur aliran versus waktu dan diselesaikan dengan menggunakan kalkulus.
Rekayasa Struktural
Dalam rekayasa struktural, kalkulus digunakan untuk menentukan kekuatan dalam konfigurasi kompleks elemen struktural. Analisis struktural yang berkaitan dengan desain seismik membutuhkan kalkulus. Dalam konstruksi struktur tanah, perhitungan daya dukung dan kekuatan geser tanah dilakukan dengan menggunakan kalkulus, seperti penentuan tekanan tanah lateral dan stabilitas lereng dalam situasi kompleks.
Teknik Mesin
Banyak contoh penggunaan kalkulus ditemukan dalam teknik mesin, seperti menghitung luas permukaan objek kompleks untuk menentukan gaya gesek, merancang pompa sesuai dengan laju aliran dan head, dan menghitung daya yang disediakan oleh sistem baterai. Hukum pendinginan Newton adalah persamaan diferensial yang mengatur dalam desain HVAC yang membutuhkan integrasi untuk dipecahkan.
Rekayasa Dirgantara
Banyak contoh penggunaan kalkulus dapat ditemukan dalam teknik dirgantara. Dorongan dari waktu ke waktu dihitung menggunakan persamaan roket yang ideal adalah aplikasi kalkulus. Analisis roket yang berfungsi secara bertahap juga membutuhkan kalkulus, seperti halnya pemodelan gravitasi sepanjang waktu dan ruang. Hampir semua model fisika, terutama astronomi dan sistem kompleks, menggunakan beberapa bentuk kalkulus.