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Como aplicar a Fórmula da Vazão pelo Método Racional em Python - De acordo com o método racional, a vazão máxima a ser considerada - Exercícios Resolvidos de Python

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Pergunta/Tarefa:

Neste exercício de Python nós veremos como aplicar a Fórmula da Vazão pelo Método Racional para resolver uma questão de Hidrologia que caiu no concurso para Analista na Área de Engenharia Sanitária do MPE-MS em 2013.

1) De acordo com o método racional, a vazão máxima a ser considerada no projeto de um bueiro para uma chuva de intensidade igual a 2 mm/h, com duração igual ou superior ao tempo de concentração da bacia de contribuição que possui área igual a 18 km2 e coeficiente de escoamento superficial igual a 0,7 será, em m3/s, igual a

A) 5,4.

B) 7,0.

C) 11,5.

D) 14,0.

E) 25,2.

Sua saída deve ser parecida com:

Intensidade da chuva em mm/h: 2
Área da bacia em quilômetros quadrados: 18
Coeficiente de escoamento: 0.7
A vazão máxima é: 7.0
Resposta/Solução:

O primeiro passo para resolver esta questão é relembrando 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.

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

A = área da bacia (ha), onde 1 ha = 10.000m2

Na questão do concurso nós já temos a intensidade da chuva em milímetros por hora, mas a área da bacia está em quilômetros quadrados, o que exigirá uma conversão para hectares. No código Python eu mostro essa parte comentada.

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

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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# 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 quilômetros quadrados
  area_bacia = float(input("Área da bacia em quilômetros quadrados: "))
  
  # vamos ler o coeficiente de escoamento
  coeficiente = float(input("Coeficiente de escoamento: "))
  
  # agora vamos transformar quilômetros quadrados em
  # hectares
  area_bacia = area_bacia * 100
    
  # e vamos calcular a vazão de pico em metros cúbicos
  vazao = ((coeficiente * intensidade * area_bacia) / 360.0)
    
  # e mostramos o resultado
  print("A vazão máxima é: {0}".format(vazao))
  
if __name__== "__main__":
  main()


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Python ::: Python para Engenharia ::: Geometria Analítica e Álgebra Linear

Python para Engenharia - Como multiplicar um vetor por um escalar usando Python e NumPy

Quantidade de visualizações: 3342 vezes
Esta dica de Python e NumPy é direcionada, principalmente, aos estudantes de Engenharia, que se deparam, logo no início do curso, com o estudo da Geometria Analítica e gostariam de entender melhor a multiplicação de vetores por um escalar. Lembre-se de que um escalar é um valor único, enquanto vetores e matrizes são estruturas que guardam vários valores ao mesmo tempo.

Nosso primeiro exemplo será feito em cima de um vetor no R3, ou seja, no espaço, com os seguintes valores: [3, -5, 4]. O escalar usado será o valor 2, ou seja, temos que multiplicar cada valor no vetor pelo valor 2 e, dessa forma, obtermos um novo vetor, também no R3. Vetores no R3 possuem valores para x, y e z (três dimensões), enquanto vetores no R2 possuem apenas o x e y.

Veja como a linguagem Python facilita a operação da multiplicação de um vetor R3 por um escalar:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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# importamos a bibliteca NumPy
import numpy as np
 
def main():
  # declara e cria o vetor
  vetor = np.array([3, -5, 4])
   
  # agora vamos multiplicar este vetor pelo escalar 2
  escalar = 2
  novoVetor = vetor * escalar
 
  # vamos exibir o resultado
  print("Vetor inicial: ", vetor)
  print("Valor do escalar: ", escalar)
  print("Novo vetor: ", novoVetor)
 
if __name__== "__main__":
  main()

Este código Python vai gerar o seguinte resultado:

Vetor inicial: [3 -5 4]
Valor do escalar: 2
Novo vetor: [6 -10 8]

Agora, saindo da Geometria Analítica e indo para a Álgebra Linear, veja como podemos efetuar a mesma operação em uma matriz de 2 linhas e 3 colunas (recorde que, em Python, uma matriz nada mais é do que um vetor de vetores, ou seja, cada elemento do vetor contém outro vetor):

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

# importamos a bibliteca NumPy
import numpy as np
 
def main():
  # declara e cria a matriz
  matriz = np.array([(4, 12, 50), (5, 3, 1), (11, 9, 7)])
   
  # agora vamos multiplicar esta matriz pelo escalar 2
  escalar = 2
  novaMatriz = matriz * escalar
 
  # vamos exibir o resultado
  print("Matriz inicial: ", matriz)
  print("Valor do escalar: ", escalar)
  print("Nova matriz: ", novaMatriz)
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Matriz inicial: [[4 12 50]
[5 3 1]
[11 9 7]]
Valor do escalar: 2
Nova matriz: [[8 24 100]
[10 6 2]
[22 18 14]]


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

Como obter o tamanho (comprimento) de uma string em Python usando a função len()

Quantidade de visualizações: 12367 vezes
Em várias situações nós precisamos obter o tamanho, ou seja, comprimento de uma palavra, frase ou texto na linguagem Python. Para isso nós podemos usar a função len(), pré-definida na linguagem.

Veja o código para um exemplo completo de seu uso:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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# função principal do programa
def main():
  # uma frase
  frase = "Gosto de Python"
  # vamos obter o comprimento da frase
  tam = len(frase)
  # e mostramos o resultado
  print("A frase contém", tam, "letras")
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

A frase contém 15 letras


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: 314 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:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

# 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()



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