کاربرد ریاضی در مهندسی 

چرا ریاضیات برای مهندسی اجباری است؟

ریاضی برای اکثر دانش آموزان بسیار پیچیده است. اما ریاضیات به عنوان موضوع اصلی در آموزش مهندسی در سراسر جهان اجباری است. در مهندسی، شاخه های مختلفی مانند مهندسی علوم کامپیوتر، مهندسی برق، مهندسی مکانیک، الکترونیک، مهندسی ارتباطات و مهندسی عمران وجود دارد و هر شاخه دارای مجموعه مطالعاتی متفاوتی است که بر اهمیت ریاضیات متمرکز است.

 

 

کاربرد ریاضی در مهندسی برق

معادلات دیفرانسیل در ریاضیات در مهندسی برق برای حل معادلات مدار بسیار اهمیت دارد. موضوع دیگر در مهندسی برق مربوط به تئوری الکترومغناطیسی است که شامل مفاهیم ریاضی در حساب دیفرانسیل و انتگرال، و … است.

جبر خطی ریاضی با مفاهیم مهندسی برق تئوری مدار و پردازش سیگنال در ارتباط است. 

 

 

کاربرد ریاضی در مهندسی الکترونیک

روش‌های عددی در حل سیستم‌های مهندسی غیرخطی کاربرد دارند. ریاضیات در مفاهیم مهندسی ارتباط نزدیکی با الگوریتم های نرم افزار شبیه سازی مدرن و جبر ماتریسی (جبر خطی) دارد. یا می توان گفت که اهمیت ریاضیات در علم معادل مادر همه علوم است.

 

در مهندسی الکترونیک، نیاز به درک مفاهیم معمولی و گسترش دانش و درک مفاهیم مختلف ریاضی بر اساس دیفرانسیل، حساب انتگرال و اعداد مختلط وجود دارد. دانش آموزان باید با حساب پیشرفته آشنا باشند و باید از مفاهیم دشوار بردارها، ماتریس ها، آمار و معادلات دیفرانسیل دانش کافی داشته باشند. ریاضیات در کلاس مهندسی به انجام بهترین محاسبات ساده در حل مسئله و تفکر منطقی کمک می کند.

کاربرد ریاضی در مهندسی عمران 

برای مهندسی عمران، جبر به صورت روزانه استفاده می شود و آنها منحصرا بر روی معادلات دیفرانسیل در ریاضیات مهندسی، آمار و حساب دیفرانسیل و انتگرال کار می کنند. مهندسان عمران از معادلات ریاضی برای مطالعه مواد استفاده می کنند. به منظور استفاده از مواد مناسب برای پروژه، مهندسان استحکام مواد را اندازه گیری می کنند و از معادلات شیمیایی برای قضاوت در مورد استحکام مواد استفاده می کنند. از مثلثات ریاضی برای بررسی سازه استفاده می شود، جایی که ارتفاع زمین و اندازه گیری های مختلف سازه در نظر گرفته می شود.

 

معادلات فیزیک شباهت مشترکی با معادلات ریاضی دارند که در آن زوایای سازه برای تعیین عملکرد ساختار مطالعه می شود. در مهندسی عمران، پل‌ها در جایی  که تعیین می‌شود ساخته می‌شوند پایه‌های نگهدارنده چقدر بزرگ باشند، ضخامت ستون‌های فولادی پل و چه تعداد از آن‌ها باید نصب شوند. در مهندسی عمران برآورد هزینه پروژه بسیار مهم است و شامل اصول اولیه حسابداری و آمار می باشد.

 

 

کاربرد ریاضی در مهندسی مکانیک 

مفهوم لگاریتمی برای محاسبه گرما و دما، نسبت ها و نسبت برای قوانین گاز ایده آل کابرد دارد. سپس مکانیک سیالات وجود دارد، که در آن معادلات چند متغیره برای حل حالت ها و متغیرهای جریان حساب وجود دارد. در مهندسی مکانیک باید ابعاد قسمت های مختلف هندسه ماشین ها را بیابیم و جبر برای CAD/CAM دخیل است.

 

کاربرد ریاضی در مهندسی علوم کامپیوتر

مدل‌های ریاضی و جبر در رسیدگی به تمام پرسش‌های پایگاه داده الگوریتمی پیچیده و کار بر روی CSS وب‌سایت دخیل هستند و به همان اندازه به هم مرتبط هستند. اگر برنامه نویسان روی فناوری های پیشرفته مانند یادگیری ماشین و هوش مصنوعی کار می کنند، برنامه نویسان علوم کامپیوتر باید پایه محکمی در موضوعات ریاضی مانند آمار، حساب دیفرانسیل و انتگرال داشته باشند.

 

برنامه نویسی رمزنگاری مبتنی بر منطق است از سوی دیگر جبر بولی و جبر رابطه ای داریم که در گیت های منطقی و پایگاه های داده استفاده می شود. برای آشنایی بیشتر با کاربرد ریاضی در برنامه نویسی به اینجا مراجعه کنید. 

 

نتیجه

همانطور که مطالعه کردید کاربرد ریاضی در مهندسی بسیار زیاد است. از این رو ریاضیات همواره برای شاخه های مختلف مهندسی مهم و حیاتی است.

منبع: آکادمی پرورش هوش آریا