Por Dave Martin

Una de mis ofertas favoritas para aprender a utilizar PTC Mathcad son las hojas de trabajo en línea y las colecciones de hojas de trabajo. Se trata de hojas de trabajo de PTC Mathcad reales completamente vivas y llenas de cálculos de ingeniería, que pueden ser utilizadas, guardadas o copiadas para aprovechar el trabajo existente - ahorrando tiempo y esfuerzo.

Me gusta utilizarlas cuando me estanco en un problema y quiero considerar nuevas vías, especialmente funciones y herramientas qu no sabía que existían. Aquí están mis tres colecciones personalmente favoritas para despegar y encontrar inspiración:

Temas de física

Un profesor de física me dijo una vez que "el universo es la manifestación física de un conjunto infinito de ecuaciones físicas que ocurren simultáneamente". Hay algo inherentemente bello en traducir los fenómenos de luz, fuerzas, energía y movimento en términos matemáticos.

Dado que trabajo para una compañía de vuelos espaciales humanos, me gusta la hoja de trabajo sobre la velocidad de escape. Como ingeniero de aviónica, me gusta la electricidad y el magnetismo, como la Ley de Ohm, la base para calcular el diámetro del cable en el diseño del arnés de cables, y la Ley de Faraday.

En la universidad, la termodinámica era mi única clase de ingeniería a las 9:00 am., así que no me fue tan bien en ese curso. Sin embargo, el uso de hojas de trabajo para revisar los temas sobre calor específico y las leyes Primera y Segunda de Termodinámica me ayudan con los análisis térmicos transitorios y de estado estable que realizo hoy en día con la herramienta de simulación.

Programación

Como se puede ver en la publicación del blog, Programación en PTC Mathcad, soy un gran admirador del poder de la programación. Puede utilizarse estas herramientas para procesar grandes conjuntos de datos y construir matrices de nuevos datos. Utilizo bucles y condicionales ampliamente junto con funciones integradas y definidas por el usuario. Sin embargo, mientras examinaba las hojas de trabajo disponibles, aprendí que los programas pueden incorporar recursividad, ¡un programa puede llamarse a sí mismo!

Otras áreas en las que me siento inspirado a explorar incluyen funciones de cadena, captura de errores y mensajes, y el uso del comando Include para llamar a otras hojas de trabajo, igual que los programas de ordenador. He estado pensando en más formas de utilizar PTC Mathcad para la productividad personal, como Fantasy Football, y las herramientas de la colección de programación me han dado algunas ideas.

Ecuaciones diferenciales

Me gusta la forma en que el OPEN Courseware del MIT explica este tema: "La ecuaciones diferenciales son el lenguaje con el que se expresan las leyes de la naturaleza". Los ejemplos de uso del mundo real para ecuaciones diferenciales en ingeniería incluyen:

• Las fuerzas de un muelle son una función de la posición, y la fuerza del amortiguador es directamente proporcional a la velocidad, la primera derivada de la posición. Dado que la fuerza es la masa multiplicada por la aceleración, la segunda derivada de la posición, la evaluación de los sistemas de amortiguadores de resorte es un problema físico clásico que las ecuaciones diferenciales pueden resolver.
• En aerodinámica, las fuerzas de arrastre y elevación son funciones del cuadrado de la velocidad. Por lo tanto, calcular trayectorias y movimientos implica ecuaciones diferenciales no lineales.
• En termodinámica, los valores de temperatura, presión, volumen, energía, flujo de calor, trabajo, entropía, entalpía, etc., se afectan mutuamente. En ingeniería, determinar qué tan caliente (o frío) se pone algo, durante qué período de tiempo, requiere resolver ecuaciones diferenciales parciales.

La colección de Ecuaciones Diferenciales es esencialmente un curso que lleva al usuario a través del tema, con ejemplos del mundo real resueltos paso a paso en hojas de trabajo de PTC Mathcad en vivo con las que se puede experimentar y usar. Cubre ecuaciones de primer orden, segundo orden y orden superior; lineales y no lineales; y sistemas y series de ecuaciones.

Anteriormente mencioné la hoja de trabajo de la colección de física sobre la velocidad de escape. Aquí hay un segundo ejemplo, esta vez usando ecuaciones diferenciales:

Viendo el mismo problema resuelto utilizando diferentes herramientas ayuda a mantener la menta abierta para explorar múltiples soluciones de un mismo problema.

Lo que más me gusta de todas las colecciones de hojas de trabajo es que generan nuevas ideas sobre cómo puede aplicar PTC Mathcad a los problemas de desarrollo de productos. Recomiendo la descarga de estas hojas de trabajo y leerlas para ver cómo pueden aplicarse en los desafíos de ingeniería. La próxima vez que esté pensando en un nuevo problema, busque una colección relacionada y vea a dónde puede llevarlo.