Calculus, gedefinieerd als de wiskundige studie van verandering, werd onafhankelijk ontwikkeld door Isaac Newton en Gottfried Wilhelm von Leibniz in de 17e eeuw. Techniek wordt gedefinieerd als "het beroep waarin kennis van de wiskundige en natuurwetenschappen, verkregen door studie, ervaring en praktijk, met oordeelkundigheid wordt toegepast om manieren te ontwikkelen om de materialen en natuurkrachten economisch te gebruiken ten behoeve van de mensheid." Sommige ingenieurs gebruiken calculus direct in hun dagelijkse praktijk en sommigen gebruiken computerprogramma's op basis van calculus die engineeringontwerp vereenvoudigen. Twee berekeningsmethoden, differentiatie en integratie, zijn met name nuttig in de praktijk van engineering, en worden over het algemeen gebruikt voor respectievelijk optimalisatie en sommatie.
Civiele techniek
••• losmandarinas /iStock /Getty Images

Veel aspecten van civiele techniek vereisen calculus. Ten eerste vereist de afleiding van de basisvloeistofmechanica-vergelijkingen calculus. Alle hydraulische analyseprogramma's, die helpen bij het ontwerp van stormafvoer en open kanaalsystemen, gebruiken bijvoorbeeld numerieke methoden om de resultaten te verkrijgen. In de hydrologie wordt het volume berekend als het gebied onder de curve van een stroomdiagram versus de tijd en wordt bereikt met behulp van calculus.
Structural Engineering

In de structurele engineering wordt calculus gebruikt om de krachten in complexe configuraties te bepalen van structurele elementen. Structurele analyse met betrekking tot seismisch ontwerp vereist calculus. In een context van bodemstructuren worden berekeningen van draagvermogen en afschuifsterkte van grond gedaan met behulp van calculus, evenals de bepaling van de laterale gronddruk en hellingsstabiliteit in complexe situaties.
Werktuigbouwkunde

Veel voorbeelden van de gebruik van calculus wordt gevonden in de machinebouw, zoals het berekenen van het oppervlak van complexe objecten om wrijvingskrachten te bepalen, het ontwerpen van een pomp op basis van debiet en opvoerhoogte en het berekenen van het vermogen geleverd door een batterijsysteem. Newton's wet van koeling is een bepalende differentiaalvergelijking in HVAC-ontwerp die integratie vereist om op te lossen.
Lucht- en ruimtevaarttechniek

Talrijke voorbeelden van het gebruik van calculus zijn te vinden in ruimtevaarttechniek. Stuwkracht in de tijd berekend met behulp van de ideale raketvergelijking is een toepassing van calculus. Analyse van raketten die in fasen werken, vereist ook calculus, evenals zwaartekrachtsmodellering in tijd en ruimte. Bijna alle natuurkundemodellen, vooral die van astronomie en complexe systemen, gebruiken een vorm van calculus.