Python ::: Python para Engenharia ::: Física - Hidrodinâmica

Como representar a Equação da Continuidade em Python - Python para Hidrodinâmica

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O que é a Equação da Continuidade?

A Hidrodinâmica é a parte da Física que estuda os fluidos em movimento, enquanto a Equação da Continuidade, que é parte da Hidrodinâmica, determina o fluxo de um fluido através de uma área. Esta equação está muito presente quando o assunto é Dinâmica dos Fluidos ou Mecânica dos Fluidos.

A Equação da Continuidade é uma consequência direta da Lei da Conservação da Massa. Por meio dessa propriedade, podemos dizer que a quantidade de massa de fluido que atravessa o tubo é a mesma na entrada e na saída.

Para melhor entendimento veja a seguinte figura:



Sabendo que a quantidade de água que entra na mangueira deve ser igual à mesma quantidade que sai, ao colocarmos o dedo na saída da mangueira, nós estamos estreitando a área da vazão, o que, consequentemente, aumenta a velocidade da água.

Qual é a Fórmula da Equação da Continuidade?

Antes de passarmos ao código Python, vamos revisar a Fórmula da Equação da Continuidade. Veja:

\[ A_1 \cdot \text{v}_1 = A_2 \cdot \text{v}_2 \]

Por meio dessa equação nós entramos com três valores e obtemos um quarto valor. Não se esqueça de que as velocidades são dadas em metros por segundo e as áreas são dadas em metros quadrados (de acordo com o SI - Sistema Internacional de Medidas). Tenha a certeza de efetuar as devidas conversões para não obter resultados incorretos.

Vamos escrever código Python agora?

A Equação da Continuidade em código Python

Para exemplificar como podemos representar a Equação da Continuidade em Python, vamos resolver o seguinte problema?

1) Um fluido escoa a 2 m/s em um tubo de área transversal igual a 200 mm2. Qual é a velocidade desse fluido ao sair pelo outro lado do tubo, cuja área é de 100 mm2?

a) 20 m/s

b) 4 m/s

c) 0,25 m/s

d) 1,4 m/s

e) 0,2 m/s

Note que a velocidade já está em metros por segundo, mas as áreas foram dadas em milímetros quadrados. Por essa razão nós deveremos converter milímetros quadrados em metros quadrados.

Veja o código Python completo para a resolução deste exercício de Equação da Continuidade:

# função principal do programa
def main():
  # vamos solicitar os dados de entrada
  v1 = float(input("Velocidade de entrada (m/s): "))
  a1 = float(input("Área de entrada (milímetros quadrados): "))
  a2 = float(input("Área de saída (milímetros quadrados): "))
    
  # vamos converter as áreas em milímetros quadrados
  # para metros quadrados
  a1 = a1 / 1000000
  a2 = a2 / 1000000
    
  # agora calculamos a velocidade de saída
  v2 = (a1 * v1) / a2
    
  # e mostramos o resultado
  print("A velocidade de saída é: {0} m/s".format(v2))
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Velocidade de entrada (m/s): 2
Área de entrada (milímetros quadrados): 200
Área de saída (milímetros quadrados): 100
A velocidade de saída é: 4.0 m/s

Portanto, a velocidade do fluido na saída do tubo é de 4 m/s.


Java ::: Coleções (Collections) ::: ArrayList

Como ordernar uma ArrayList de Strings em ordem alfabética usando o método sort() da classe Collections da linguagem Java

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Neste exemplo mostrarei como podemos ordenar um ArrayList de Strings em ordem alfabética. Para isso usaremos o método sort() da classe Collections. É importante observar que estou usando String no exemplo. Se você quiser usar objetos de suas próprias classes, elas precisarão implementar a interface Comparable.

Veja o código completo:

package arquivodecodigos;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // cria uma ArrayList que conterá strings
    ArrayList<String> nomes = new ArrayList<>();
     
    // adiciona itens na lista
    nomes.add("Carlos");
    nomes.add("Maria");
    nomes.add("Fernanda");
    nomes.add("Osmar");    
     
    // exibe os elementos da ArrayList
    for(int i = 0; i < nomes.size(); i++){
      System.out.println(nomes.get(i));    
    }
      
    // Vamos ordenar os elementos
    Collections.sort(nomes); 
 
    // exibe os elementos da ArrayList
    System.out.println();
    for(int i = 0; i < nomes.size(); i++){
      System.out.println(nomes.get(i));
    }
 
    System.exit(0);
  }
}

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

Carlos
Maria
Fernanda
Osmar

Carlos
Fernanda
Maria
Osmar

Este código foi testado no Java 8.


C ::: Dicas & Truques ::: Struct (Estruturas, Registros)

Como alocar memória para instâncias de uma estrutura (struct) e acessá-las usando ponteiros em C

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Esta dica mostra como declarar uma estrutura (struct), alocar duas instâncias desta e acessá-las usando ponteiros.

Considere a seguinte struct:

// define a estrutura Livro
struct Livro{
  char titulo[80];
  int codigo;
  int paginas;
};

Note que agora a variável titulo foi declarada como uma matriz de caracteres de 80 posições. Mais adiante você entenderá o propósito de tal abordagem. Veja agora como alocamos memória para duas instâncias desta estrutura:

// cria dois ponteiros para duas instâncias (recém-alocadas)
// de Livro
Livro *a = (struct Livro*)malloc(sizeof(struct Livro));
Livro *b = (struct Livro*)malloc(sizeof(struct Livro));

A partir deste ponto as variáveis a e b são ponteiros para as duas instâncias recém alocadas. Observe que, quando usamos ponteiros para estruturas, seus membros são acessados usando-se a notação -> em vez do ponto. Veja:

a->codigo = 342;
a->paginas = 230;

Para definir o valor para o membro titulo é preciso lançar mão da função strcpy(). Isso é feito porque estamos lidando com ponteiros, e cada instância de Livro possui sua área de memória a partir da qual a posição inicial da cadeia de caracteres que receberá o título do livro já foi inicializada. Veja:

strcpy(a->titulo, "Programando em Java");

Observe agora o código completo para o exemplo:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// define a estrutura Livro
struct Livro{
  char titulo[80];
  int codigo;
  int paginas;
};

int main(int argc, char *argv[]){
  // cria dois ponteiros para duas instâncias (recém-alocadas)
  // de Livro
  Livro *a = (struct Livro*)malloc(sizeof(struct Livro));
  Livro *b = (struct Livro*)malloc(sizeof(struct Livro));

  // preenche os dados do primeiro Livro
  // Estamos usando ponteiros agora. Para definir o título
  // do livro é preciso usar a função strcpy, já que estamos
  // usando uma cadeia de caracteres
  strcpy(a->titulo, "Programando em Java");
  a->codigo = 342;
  a->paginas = 230;

  // preenche os dados do segundo Livro
  strcpy(b->titulo, "JavaScript - O Guia Prático");
  b->codigo = 675;
  b->paginas = 930;

  // exibe os dados do primeiro livro
  printf("Primeiro Livro\nTitulo: %s\nCodigo: %d\nPaginas: %d\n",
    a->titulo, a->codigo, a->paginas);

  // exibe os dados do segundo livro
  printf("\nSegundo Livro\nTitulo: %s\nCodigo: %d\nPaginas: %d\n",
    b->titulo, b->codigo, b->paginas);

  puts("\n\n");
  system("PAUSE");
  return 0;
}



wxWidgets ::: Dicas & Truques ::: wxApp

Como usar a classe wxApp em suas aplicações C++ wxWidgets

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A classe wxApp (Application Class) é uma das primeiras classes que devemos estudar se quisermos ter um domínio perfeito do framework wxWidgets. Para usá-la, devemos incluir #include <wx/app.h> em nossos códigos. Essa classe herda de wxAppConsole.

Todas as aplicações wxWidgets definem uma classe application derivada de wxApp. Há somente uma instância dela, e essa instância representa a aplicação sendo executada no momento.

De todos os métodos herdados de wxApp, há pelo menos um que devemos implementar, e ele é a função OnInit(), que é chamada quando o wxWidgets está pronto para executar o nosso código. OnInit() equivale ao main() em C/C++ ou WinMain (aplicações Win32).

Veja um trecho de código no qual declaramos e usamos a classe wxApp:

Código para aplicacao.h:

#include <wx/wx.h>

// arquivo de definição

// declaramos a classe application
class MinhaAplicacao : public wxApp{
public:
  // é chamado no startup da aplicação
  virtual bool OnInit();
};

// declara MinhaAplicacao& GetApp()
DECLARE_APP(MinhaAplicacao)

Código para aplicacao.cpp:

#include "aplicacao.h"

// arquivo de implementação

// aqui o wxWidgets implementa nosso objeto MinhaAplicacao
IMPLEMENT_APP(MinhaAplicacao)

bool MinhaAplicacao::OnInit(){
  // vamos mostrar uma mensagem ao iniciar a aplicação
  wxMessageDialog *alerta = new wxMessageDialog(NULL,
    wxT("A aplicação foi iniciada com sucesso"), wxT("Informação"), wxOK);
  alerta->ShowModal();

  // em geral retornamos true para iniciar o loop de eventos
  // mas essa aplicação exibe apenas uma janela de mensagem. Podemos sair
  return false;
}

Veja que no arquivo de declaração (header file) nós temos a macro DECLARE_APP. Ela nos permite declarar a função wxGetApp() que retorna uma referência para o objeto aplicação. Se não fizermos isso, a única forma de obter tal referência é usando o ponteiro global wxTheApp, que é do tipo wxApp*.

A macro IMPLEMENT_APP, no arquivo de implementação, permite ao wxWidgets criar dinamicamente uma instância do objeto application no ponto apropriado da inicialização da biblioteca.

Esse trecho de código é totalmente funcional, mas teremos apenas a exibição de uma mensagem wxMessageDialog. Por essa razão eu retornei false no laço de eventos. Se tivéssemos criado uma janela wxFrame, o retorno deveria ser true, já que teríamos de lidar com eventos.

Para finalizarmos, lembre-se de que o método OnInit() da classe wxApp é o local ideal para se fazer as verificações iniciais da aplicação, tais como conexão com banco de dados, permissão do usuário, disponibilidade da rede, etc.


Python ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como calcular porcentagem em Python - Eu tenho um valor de R$ 500,00 que aumentou para R$ 800,00. Qual foi o aumento percentual?

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Nesta dica mostrarei como calcular a porcentagem do aumento sofrido por um determinado valor usando a linguagem Python. Este é um cenário muito comum. Veja a seguinte situação:

a) Temos um produto x que custava R$ 500,00 e que foi aumentado para R$ 800,00. Queremos, dessa forma, descobrir o percentual de aumento que o preço do produto sofreu.

Veja o código Python para a realização deste cálculo:

# método principal
def main():
  # preço anterior do produto
  precoAnterior = float(input("Informe o preço anterior: "))
  # preço atual do produto
  precoAtual = float(input("Informe o preço atual: "))
  
  # efetua o cálculo
  a = precoAnterior
  b = 100 * precoAtual
  c = b / a
  d = c - 100
  
  # mostra o resultado
  print("A porcentagem de aumento foi: %f%%" % d)
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos um resultado parecido com:

Informe o preço anterior: 500
Informe o preço atual: 800
A porcentagem de aumento foi: 60.000000%


Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Laços de Repetição

Exercícios Resolvidos de Java - Escreva um programa Java que usa o laço for para desenhar um padrão de diamante de estrelas

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Exercício Resolvido de Java - Escreva um programa Java que usa o laço for para desenhar um padrão de diamante de estrelas

Pergunta/Tarefa:

Neste exercício para a prática da linguagem Java você deverá usar o laço for para desenhar o famoso padrão de diamante de estrelas. Você pode também usar o laço while, se assim você o desejar.

O programa deverá pedir que o usuário informe a quantidade de linhas que marcará a metade do diamante.

Seu programa deve apresentar a seguinte saída:

Informe a quantidade de linhas: 5
    *
   ***
  *****
 *******
*********
 *******
  *****
   ***
    *
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício em Java:

package exercicio;

import java.util.Scanner;

public class Exercicio {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos usar um objeto Scanner para ler a entrada do usuário
    Scanner leitura = new Scanner(System.in);
    
    // vamos pedir a quantidade de linhas 
    System.out.print("Informe a quantidade de linhas: ");
    // vamos ler a entrada do usuário
    int linhas = Integer.parseInt(leitura.nextLine());
    
    int estrelas = 1; // começamos com uma estrela (no topo do diamante)
    int espacos = linhas - 1; // se linhas for igual a 5 nós começamos
    // com 4 espaços
    
    // repete duas vezes a quantidade de linhas informadas
    for(int i = 1; i < linhas * 2; i++){
      // vamos imprimir os espaços
      for(int j = 1; j <= espacos; j++){
        System.out.print(" ");
      }
        
      // agora vamos imprimir estrelas
      for(int j = 1; j < estrelas * 2; j++){
        System.out.print("*");
      }
		    
      // passamos para a próxima linha
      System.out.println();
        
      if(i < linhas){ // é a parte superior do diamante
        espacos--; // diminui os espaços
        estrelas++; // e aumenta as estrelas
      }
      else{ // é a parte inferior do diamente
        espacos++; // aumenta os espaços
        estrelas--; // e diminui as estrelas
      }
    }
  }
}



Java ::: Dicas & Truques ::: Imagens e Processamento de Imagens

Como carregar uma imagem em um JFrame do Java Swing - Manipulação de imagens em Java

Quantidade de visualizações: 19483 vezes
Nesta dica mostrarei como é possível combinar as classes Toolkit e MediaTracker para carregar uma imagem JPG e exibi-la na superfície da uma janela JFrame do Java Swing. Este exemplo é muito útil, pois abre o horizonte para uma infinidade de aplicações interessantes, deste visualizadores de imagens e fotos até jogos em Java.

Veja o código completo para o exemplo:

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
 
public class Estudos extends JFrame{
  private Image imagem;  
 
  public Estudos() {
    super("Carregando imagens em uma JFrame");
     
    // imagem a ser exibida
    String minhaImagem = "foto1.jpg";
 
    Toolkit toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
    imagem = toolkit.getImage(minhaImagem);
    MediaTracker mediaTracker = new MediaTracker(this);
    mediaTracker.addImage(imagem, 0);
     
    try{
      mediaTracker.waitForID(0);
    }
    catch(InterruptedException ie){
      System.err.println(ie);
      System.exit(1);
    }
 
    setSize(imagem.getWidth(null), imagem.getHeight(null));
 
    setVisible(true);
  }
   
  public static void main(String args[]){
    Estudos app = new Estudos();
    app.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  }
 
  public void paint(Graphics graphics){
    graphics.drawImage(imagem, 0, 0, null);
  } 
}

Ao executar esta aplicação Java Swing nós teremos o seguinte resultado:




Java ::: Dicas & Truques ::: Data e Hora

Como construir uma data em Java usando o método set() da classe Calendar - Apostila Java Básico

Quantidade de visualizações: 198 vezes
Nesta dica mostrarei como é possível usar o método set() da classe Calendar, do pacote java.util, para construir uma data e hora em Java.

Veja o exemplo completo (fique atento à ordem do ano, mês, dia, horas, minutos e segundos):

package arquivodecodigos;

import java.util.Calendar;
 
public class Estudos{
  public static void main(String args[]){
    Calendar agora = Calendar.getInstance();
        
    // ano, mês, dia, hora, minuto, segundo
    // mês começa a partir de 0
    agora.set(2005, 10, 23, 5, 29, 53);
         
    // mostra o resultado
    System.out.println(agora.getTime().toString());    
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Wed Nov 23 05:29:53 BRST 2005


Python ::: Dicas & Truques ::: Lista (List)

Como excluir e retornar um item da lista Python baseado em seu índice usando a função pop()

Quantidade de visualizações: 9291 vezes
Nesta dica mostrarei como é possível usar o método pop() do objeto List da linguagem Python para excluir e retornar um item de uma lista baseado em seu índice. Tudo que precisamos fazer é informar o índice do elemento a ser excluído e retornado.

Veja o exemplo Python completo:

"""
  Este exemplo mostra como excluir e retornar
  um determinado item em uma lista
"""

def main():
  # cria uma lista de inteiros
  valores = [4, 23, 7, 1, 0, 54]
 
  # imprime a lista
  print(valores)
 
  # remove um determinado item
  # vamos remover o terceiro item (7)
  valor = valores.pop(2)
  print("Item removido:", valor)
 
  # exibe a lista novamente
  print(valores)

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

[4, 23, 7, 1, 0, 54]
Item removido: 7
[4, 23, 1, 0, 54]

É importante ficarmos atentos aos erros que podem ocorrer com chamadas à função pop(). Por exemplo, se a List estiver vazia, o seguinte erro será exibido:

Exception has occurred: IndexError
pop from empty list

Se, por exemplo, fornecermos ao método pop() um índice inexistente, o seguinte erro ocorrerá:

Exception has occurred: IndexError
pop index out of range



PHP ::: Dicas & Truques ::: Expressões Regulares

Expressões Regulares em PHP - Como usar expressões regulares em PHP

Quantidade de visualizações: 9378 vezes
Expressões regulares são padrões pré-definidos que permitem pesquisar ou substituir uma substring em uma string. Isso quer dizer que expressões regulares são uma ferramenta muito útil para validar CEPs, números de telefones, cartões de crédito, endereços de e-mail, entre outros.

Várias linguagens de programação suportam expressões regulares, entre estas Perl, JavaScript, Java, C#, Python e VB.NET. Porém, o domínio destas expressões é privilégio de poucos. Talvez por sua complexidade ou até mesmo pelo fato de que alguns programadores se contentam em aprender apenas as características básicas de uma linguagem de programação. Quando precisam escrever um programa realmente avançado, vão em busca de códigos prontos e que satisfaçam suas necessidades depois de algumas pequenas alterações.

O PHP suporta dois tipos de expressões regulares: PCRE (Perl-Compatible Regular Expression) e POSIX Extended. O grupo de dicas apresentadas nesta seção de nosso site abrange estes dois tipos de expressões regulares.

Algumas funções de expressões regulares PCRE são: preg_grep(), preg_last_error(), preg_match_all(), preg_match(), preg_quote(), preg_replace_callback(), preg_replace() e preg_split(). Estas funções são abordadas com mais detalhes nesta seção.

Algumas funções de expressões regulares POSIX Regex são: ereg_replace(), ereg(), eregi_replace(), eregi(), split(), spliti(), sql_regcase().

Veja um trecho de código que usa a função eregi() para verificar se uma URL começa com http ou https:

<?
  $url = "http://www.arquivodecodigos.com.br";

  // vamos verificar se a URL começa com http ou https
  if(eregi("^http|https", $url))
    echo "A URL começa com o padrão analisado";
  else
    echo "A URL NÃO começa com o padrão analisado";
?>


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