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C++ ::: C++ para Engenharia ::: Física - Mecânica

Como calcular a Energia Potencial Gravitacional de um corpo dado a sua massa e altura em C++

Quantidade de visualizações: 395 vezes
A Energia Potencial Gravitacional ou Energia Gravitacional é a energia potencial que um objeto massivo tem em relação a outro objeto massivo devido à gravidade. É a energia potencial associada ao campo gravitacional, que é parcialmente convertida em energia cinética quando os objetos caem uns contra os outros. A energia potencial gravitacional aumenta quando dois objetos são separados.

A fórmula para obtenção da Energia Potencial Gravitacional de um corpo em relação à sua massa e distância do chão, ou seja, da superfície terrestre, é:

\[ E_\text{pg} = \text{m} \cdot \text{g} \cdot \text{h} \]

Onde:

Epg ? energia potencial gravitacional (em joule, J).

m ? massa do corpo (em kg).

g ? aceleração da gravidade (m/s2).

h ? altura do objeto em relação ao chão (em metros).

Como podemos ver, a Energia Potencial Gravitacional está diretamente relacionada à distância do corpo em relação à superfície terrestre. Dessa forma, quanto mais distante da terra o objeto estiver, maior a sua energia gravitacional. Isso nós diz também que, um objeto de altura zero possui Energia Potencial Gravitacional nula.

Vamos ver um exemplo agora? Observe o seguinte enunciado:

1) Uma pessoa levanta um tijolo com peso de 2 quilogramas à distância de 1,5 metros do chão. Qual é a Energia Potencial Gravitacional deste corpo?

Como o exercício nos dá a massa do objeto em kg e a distância dele em relação ao chão já está em metros, tudo que temos a fazer é jogar na fórmula. Veja o código C++ completo para o cálculo:

#include <iostream>

using namespace std;

// função principal do programa
int main(int argc, char *argv[]){
  // gravidade terrestre em m/s2
  double gravidade = 9.80665;
  // massa do corpo
  double massa = 2; // em kg
  // altura do corpo em relação ao chão
  double altura = 1.5; // em metros
  
  // vamos calcular a energia potencial gravitacional
  double epg = massa * gravidade * altura;
  
  // mostramos o resultado
  cout << "A Energia Potencial Gravitacional é: " << epg << "J";
		
  cout << "\n" << endl;
  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

Ao executar este código C++ nós teremos o seguinte resultado:

A Energia Potencial Gravitacional é: 29.419950J


Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Hidrologia e Hidráulica

Exercícios Resolvidos de Python - FEMPERJ-2012-TCE-RJ: A vazão de dimensionamento de uma galeria de águas pluviais que drena uma área densamente urbanizada de 10 hectares

Quantidade de visualizações: 573 vezes
Pergunta/Tarefa:

1) FEMPERJ-2012-TCE-RJ: A vazão de dimensionamento de uma galeria de águas pluviais que drena uma área densamente urbanizada de 10 hectares, considerando-se uma chuva de projeto com intensidade de 60 mm/hora, duração igual ao tempo de concentração da bacia e coeficiente de escoamento superficial igual a 0,90, através do Método Racional, é:

A) 150 m3/s

B) 0,150 l/s

C) 1,5 m3/s

D) 150 l/s

E) 15 m3/s

Sua saída deve ser parecida com:

Intensidade da chuva em mm/h: 60
Área da bacia em hectares: 10
Coeficiente de escoamento: 0.9
A vazão de dimensionamento é: 1.5 m3/s
Resposta/Solução:

O primeiro passo para resolver esta questão é relembrar a fórmula da Vazão pelo Método Racional. Apresentado pela primeira vez em 1851 por Mulvaney e usado por Emil Kuichling em 1889, o Método Racional é um método indireto e estabelece uma relação entre a chuva e o escoamento superficial (deflúvio).

Usamos esta fórmula para calcular a vazão de pico de uma determinada bacia, considerando uma seção de estudo.

Eis a fórmula:

\[Q = \frac{C \cdot I \cdot A}{360} \]

Onde:

Q = vazão de pico (m3/s);

C = coeficiente de escoamento superficial que varia de 0 a 1. Coeficiente de Runoff (adimensional).

I = intensidade média da chuva (mm/h);

A = área da bacia (ha), onde 1 ha = 10.000m2. A [[menor_igual]] 300 ha.

Na questão do concurso nós já temos a intensidade da chuva em milímetros por hora e a área já está em hectares. Tudo que temos a fazer é jogar na fórmula.

Então, hora de vermos a resolução comentada deste exercício usando Python:

# função principal do programa
def main():
  # vamos ler a precipitação ou intensidade da chuva em mm/h
  intensidade = float(input("Intensidade da chuva em mm/h: "))
    
  # vamos ler a área da bacia em hectares
  area_bacia = float(input("Área da bacia em hectares: "))
  
  # vamos ler o coeficiente de escoamento
  coeficiente = float(input("Coeficiente de escoamento: "))
    
  # e vamos calcular a vazão de pico em metros cúbicos
  vazao = ((coeficiente * intensidade * area_bacia) / 360.0)
    
  # e mostramos o resultado
  print("A vazão de dimensionamento é: {0} m3/s".format(vazao))
  
if __name__== "__main__":
  main()



Java ::: Fundamentos da Linguagem ::: Passos Iniciais

Aprenda a ler entrada do usuário usando a classe Scanner do Java - Como ler a entrada do usuário em Java usando um objeto da classe Scanner

Quantidade de visualizações: 50453 vezes
Podemos ler entrada do usuário em aplicações Java console usando a classe Scanner do JDK 5.0 e recentes. Esta classe está no pacote java.util. Para ler strings use o método nextLine(), para ler inteiros use nextInt() e assim por diante. Não é um boa idéia misturar nextLine() com nextInt(), nextFloat(), etc. Em caso de comportamento estranho, é melhor ler tudo usando nextLine() e fazer conversões usando Integer.parseInt(), por exemplo.

Veja um código completo demonstrando o uso dessa classe:

package arquivodecodigos;

import java.util.*;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    Scanner in = new Scanner(System.in);
     
    System.out.print("Qual é o seu nome? ");
    String nome = in.nextLine();
 
    System.out.print("Qual sua idade? ");
    int idade = in.nextInt();
 
    System.out.println("Olá, " + nome +
       ". Você tem " + idade + " anos.");
  }
}

Ao executar este código nós teremos o seguinte resultado:

Qual é o seu nome? Osmar J. Silva
Qual sua idade? 39
Olá, Osmar J. Silva. Você tem 39 anos.


C++ ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Laços de Repetição

Exercício Resolvido de C++ - Calculando e exibindo os números primos entre 2 e 100

Quantidade de visualizações: 10233 vezes
Exercícios Resolvidos de C++ - Calculando e exibindo os números primos entre 2 e 100

Pergunta/Tarefa:

Um inteiro é um número primo se ele for divisível somente por 1 e por ele mesmo. Assim, 2, 3, 5 e 7 são primos, enquanto 4, 6, 8 e 9 não são. Note que o número 1 não é primo.

Escreva um programa C++ que usa um laço for, while ou do...while para calcular e exibir os números primos entre 2 (incluindo) e 100 (incluindo). A saída do programa deverá ser parecida com:

Numeros primos entre 2 e 100
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício:

#include <cstdlib>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  // limite dos números primos (incluindo)
  int limite = 100;
               
  // Lembre-se! O número 1 não é primo
  cout << "Numeros primos entre 2 e " << limite << endl;
  
  // laço que percorre os valores de 2 até o limite desejado
  for(int i = 2; i <= limite; i++){
    bool primo = true;
                       
    // se o valor de i for 7, a variável j do laço contará
    // de 2 até 7 / 2 (divisão inteira), ou seja, 3. Se o 
    // módulo de 7 por qualquer um dos valores neste intervalo 
    // for igual a 0, então o número não é primo
    for(int j = 2; j <= (i / 2); j++){
      if(i % j == 0){
        primo = false; // não é primo
        break;
      }
    }
    
    if(primo){
      cout << i << " ";
    }
  }
  
  cout << "\n\n";
  
  system("PAUSE");
  return EXIT_SUCCESS;
}



VisuAlg ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Estruturas de Controle

Exercício Resolvido de VisuAlg - Como testar se um ano é bissexto em VisuAlg - Um programa que lê um ano com quatro dígitos e informa se ele é bissexto ou não

Quantidade de visualizações: 992 vezes
Pergunta/Tarefa:

Chama-se ano bissexto o ano ao qual é acrescentado um dia extra, ficando ele com 366 dias, um dia a mais do que os anos normais de 365 dias, ocorrendo a cada quatro anos (exceto anos múltiplos de 100 que não são múltiplos de 400). Isto é feito com o objetivo de manter o calendário anual ajustado com a translação da Terra e com os eventos sazonais relacionados às estações do ano. O último ano bissexto foi 2012 e o próximo será 2016.

Um ano é bissexto se ele for divisível por 4 mas não por 100, ou se for divisível por 400.

Escreva um programa VisuAlg que pede ao usuário um ano com quatro dígitos e informa se ele é bissexto ou não.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe o ano: 2024
O ano informado é bissexto.
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando VisuAlg:

algoritmo "Como testar se um ano é bissexto em VisuAlg"

var
  // variáveis usadas na resolução do problema
  ano: inteiro

inicio
  // vamos solicitar que o usuário informe um ano
  escreva("Informe o ano: ")
  leia(ano)

  // vamos verificar se o ano informado é bissexto
  se (((ano mod 4 = 0) e (ano mod 100 <> 0)) ou (ano mod 400 = 0)) entao
    escreva("O ano informado é bissexto.")
  senao
    escreva("O ano informado não é bissexto.")
  fimse

fimalgoritmo



C ::: Fundamentos da Linguagem ::: Métodos, Procedimentos e Funções

Como usar protótipos de função em C

Quantidade de visualizações: 12322 vezes
Um protótipo de função é uma declaração que define o nome, tipos de parâmetros e tipos de retorno de uma função. Em geral o protótipo de uma função é exigido quando a definição da função não é feita antes do código que efetua uma chamada a ela. Veja um exemplo:

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

// uma função que retorna a soma de dois inteiros
// fornecidos como argumento
int somar(int a, int b){
  return (a + b);
}

int main(int argc, char *argv[]){
  // efetua uma chamada à função somar
  int res = somar(3, 5);

  // exibe o resultado
  printf("Soma: %d", res);

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

Este código compila e executa normalmente, uma vez que a função somar() foi definida antes da função main(), ou seja, antes da parte do programa que possui uma chamada a ela. Veja agora esta nova versão:

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

int main(int argc, char *argv[]){
  // efetua uma chamada à função somar
  int res = somar(3, 5);

  // exibe o resultado
  printf("Soma: %d", res);

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

// uma função que retorna a soma de dois inteiros
// fornecidos como argumento
int somar(int a, int b){
  return (a + b);
}

Aqui temos um problema: a função somar() é definida depois do código contendo uma chamada a ela. No Dev-C++ temos o seguinte erro de compilação:

`somar` undeclared (first use this function) 

A solução para este casos é a criação do protótipo da função. Para a função somar() isso pode ser feito da seguinte forma:

// protótipo da função somar()
int somar(int, int);

Note que não há a necessidade de especificar os nomes dos parâmetros da função, apenas seus tipos. Veja ainda que o protótipo da função é terminado com ponto-e-vírgula e sempre colocado após as instruções de #include. Veja o código completo para um exemplo usando protótipos de funções:

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

// protótipo da função somar()
int somar(int, int);

int main(int argc, char *argv[]){
  // efetua uma chamada à função somar
  int res = somar(3, 5);

  // exibe o resultado
  printf("Soma: %d", res);

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

// uma função que retorna a soma de dois inteiros
// fornecidos como argumento
int somar(int a, int b){
  return (a + b);
}



Python ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Como contar as ocorrências de uma substring em uma string Python usando a função count()

Quantidade de visualizações: 10229 vezes
Em várias ocasiões nós precisamos obter a quantidade de vezes que parte de uma palavra é encontrada em outra palavra, frase ou texto, ou seja, uma substring dentro de uma string. Para isso nós podemos usar o método count() da linguagem Python. Veja sua assinatura:

count(substring[, início[, fim]])
Se o início for definindo, a busca inicia a partir do índice informado (começando em 0). Se o argumento fim for informado, então a busca começa em ínicio e termina no índice fim.

Veja um código Python completo para este exemplo:

# função principal do programa
def main():
  frase = "Gosto de Python porque Python é muito bom"
 
  # conta as ocorrências de "Python"
  print("\"Python\" ocorreu", frase.count("Python"), "vezes.")
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código nós teremos o seguinte resultado:

"Python" ocorreu 2 vezes.


Ruby ::: Dicas & Truques ::: Arrays e Matrix (Vetores e Matrizes)

Como retornar o tamanho de um array em Ruby usando o método length da classe Array

Quantidade de visualizações: 7363 vezes
Em algumas situações nós precisamos saber a quantidade de elementos em um array da linguagem Ruby. Para isso nós podemos usar a função length da classe Array. Este método retorna um valor inteiro representando a quantidade de elementos no vetor.

O trecho de código abaixo mostra como obter a quantidade de elementos em um array em Ruby:

# vamos declarar um vetor contendo 5 inteiros
valores = [3, 6, 8, 2, 3]

# Obtém a quantidade de elementos
quant = valores.length

puts "O array contém #{quant} elementos"

Ao executar este código Ruby nós teremos o seguinte resultado:

O array contém 5 elementos


AngularJS ::: Angular / AngularJS + JavaScript ::: AngularJS Services (Serviços AngularJS)

Aprenda a ler dados de um servidor remoto usando o serviço $http do AngularJS

Quantidade de visualizações: 1601 vezes
O serviço $http do AngularJS pode ser usado quando precisamos ler informações vindas de um servidor remoto. Esta comunicação é feita por meio do objeto XMLHttpRequest ou via JSONP. A funcionalidade deste serviço é semelhante às requisições AJAX do jQuery.

Vamos ver um exemplo no qual enviamos dois números para uma página PHP e ela nos retorna a soma destes números como uma resposta JSON.

Primeiro veja o código PHP que gera o JSON:

<?php
  header("Cache-Control: no-cache, must-revalidate");
  header("Expires: Mon, 26 Jul 1997 05:00:00 GMT");
  header('Content-type: application/json');
   
  $numero1 = $_GET["numero1"];
  $numero2 = $_GET["numero2"];
  $soma = $numero1 + $numero2; 
   
  // vamos gerar o JSON com a soma
  $res = json_encode(array("soma" => $soma));
   
  // vamos retornar o JSON para a página que chamou esta
  echo $res;
?>

Salve este código como somar.php e experimente chamá-la no seu navegador fornecendo os dois valores a serem somados. Veja:

http://localhost/somar.php?numero1=37&numero2=3

Se tudo correr bem, o seguinte resultado será exibido:

{"soma":40}

Aqui eu usei PHP no servidor remoto, mas você pode usar Java, Perl, Node.js, ASP.NET, etc, desde que o retorno seja JSON. Agora vamos à aplicação AngularJS. Veja o código completo:

<!DOCTYPE html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1" />

<title>Cadastro de Alunos AngularJS</title>

<script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/angularjs/1.7.9/angular.min.js">
</script>

</head>
<body>

<script type="text/javascript">
  // vamos criar uma nova aplicação
  var app = angular.module('MinhaApp', []);
      
  // vamos criar o controller HttpTesteController  
  app.controller('HttpTesteController', function($scope, $http){
    // vamos fazer a conexão remota
    $http.get("http://localhost/somar.php?numero1=37&numero2=3")
      .then(function(response){
         $scope.resultado = response.data.soma;
      }
    ); 
  });
</script>
 
<div ng-app="MinhaApp" ng-controller="HttpTesteController">
  <h1>A soma dos valores é: {{resultado}}</h1>
</div>

</body>
</html>

Abra esta página no seu navegador web. Você deverá ver um resultado parecido com:

A soma dos valores é: 40

Note que usamos o método get() do serviço $http para fazer uma requisição GET para a página PHP. Em dicas dessa seção mostro como fazer requisições POST e também tratar os possíveis erros que podem ocorrer nesta operação.


C ::: C para Engenharia ::: Física - Mecânica

Como calcular a energia cinética de um corpo dado sua massa e sua velocidade usando a linguagem C

Quantidade de visualizações: 1542 vezes
Energia Cinética é a forma de energia relacionada aos corpos em movimento e é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade do corpo. Sendo uma grandeza física escalar, a energia cinética possui como unidade de medida, de acordo com as unidades do SI (Sistema Internacional de Medidas), o joule.

A energia cinética é a capacidade de algum corpo em movimento realizar trabalho, modificando o estado de movimento dos corpos ao seu redor ou deformando-os. Quanto maior é a velocidade e a massa do corpo, maior é a sua capacidade de realizar trabalho quando estiver em movimento. De forma análoga, podemos pensar que um corpo que apresenta uma grande energia cinética necessita de uma grande quantidade de energia para cessar o seu movimento.

A fórmula para obtenção da Energia Cinética de um corpo, quando temos a sua massa e a sua velocidade é:

\[ E_c = \frac{\text{m} \cdot v^2}{\text{2}} \]

Onde:

Ec ? energia cinética (em joule, J).

m ? massa do corpo (em kg).

v ? velocidade do corpo (em m/s).

É comum, também, encontrarmos essa fórmula escrita da seguinte forma:

\[ E_c = \frac{1}{2} \text{m} \cdot v^2 \]

É importante observarmos que, caso um corpo se encontre em repouso, a energia cinética a ele associada é nula, ou seja, zero. Além disso, a energia cinética depende da velocidade desse corpo ao quadrado. Sendo assim, ao duplicarmos a velocidade de um corpo, sua energia cinética aumenta quatro vezes e, ao triplicá-la, a energia cinética desse corpo fica nove vezes maior.

Vamos ver um exemplo agora? Observe o seguinte enunciado:

1) Um ciclista e sua bicicleta possuem uma massa total de 100kg, e uma velocidade de 54km/h. Calcule sua energia cinética.

O exercício já nos dá a massa total em kg, mas precisamos converter km/h em m/s antes de realizar o cálculo da energia cinética. Fique atento(a). Veja o código C completo que efetua este cálculo e exibe a energia cinética resultante:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h> 
     
int main(int argc, char *argv[]){
  // a massa total
  float massa = 100; // em kg
  // velocidade (em m/s)
  float velocidade = 54 / 3.6; // converti de km/h para m/s
  
  // agora calculamos a energia cinética
  float energia_cinetica = (massa * pow(velocidade, 2)) / 2;
  
  // mostramos o resultado
  printf("A energia cinética é: %fJ",
    energia_cinetica);
			  
  printf("\n\n");
  system("PAUSE");
  return 0;
}

Ao executar este código C nós teremos o seguinte resultado:

A energia cinética é: 11250.000000J

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