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Python para estatística - Como calcular a mediana de um conjunto de valores usando o método median() da biblioteca NumPy da linguagem Python

Quantidade de visualizações: 16485 vezes
A mediana (Md) representa o valor central de um conjunto de dados. Para encontrá-la, é necessário colocar os valores em ordem crescente ou decrescente.

Quando o número elementos de um conjunto é par, a mediana é encontrada pela média dos dois valores centrais. Assim, esses valores são somados e divididos por dois.

Veja a seguinte figura:



A biblioteca NumPy do Python nos oferece o método median(), que recebe um vetor de valores númericos (inteiro ou decimais) e retorna a mediana deles. Veja um exemplo com os primeiros valores da figura (um conjnto ímpar):

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# importamos a biblioteca NumPy
import numpy

def main():
  # valores a serem observados
  valores = [2, 2, 3, 7, 8, 9, 9]

  # vamos obter a mediana
  mediana = numpy.median(valores)

  # vamos mostrar o resultado
  print("A mediana dos valores é:", mediana)

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

A mediana dos valores é: 7.0

Veja agora o exemplo usando o segundo grupo de valores da imagem (conjunto par):

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# importamos a biblioteca NumPy
import numpy

def main():
  # valores a serem observados
  valores = [1, 4, 4, 5, 6, 7, 7, 7]

  # vamos obter a mediana
  mediana = numpy.median(valores)

  # vamos mostrar o resultado
  print("A mediana dos valores é:", mediana)

if __name__== "__main__":
  main()

O resultado da execução desse código será:

A mediana dos valores é: 5.5

É importante observar que o método median() da NumPy não exige que os valores estejam ordenados. A própria função se encarrega dessa tarefa.

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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: 367 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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# 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()



Python ::: Fundamentos da Linguagem ::: Estruturas de Controle

Como criar um laço while() infinito na linguagem Python

Quantidade de visualizações: 10012 vezes
Nesta dica eu mostrarei como é possível criar um laço (loop) while infinito em Python. Esta técnica é útil para as situações nas quais queremos interagir com o usuário do nosso programa até que um determinado valor seja informado.

No exemplo abaixo temos um laço while() que será executado até que o texto "fim" seja informado pelo usuário.

Veja o código completo:

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def main():
  while True:
    frase = input("Digite uma frase: ");
    print("Você digitou: ", frase)
 
    # vamos sair do laço
    if frase == "fim":
      print("Você acaba de sair do laço while()")
      break
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código nós teremos o seguinte resultado:

Digite uma frase: Estou estudando Python
Você digitou: Estou estudando Python
Digite uma frase: Preciso viajar amanhã
Você digitou: Preciso viajar amanhã
Digite uma frase: fim
Você digitou: fim
Você acaba de sair do laço while()


Python ::: NumPy Python Library (Biblioteca Python NumPy) ::: Matemática e Estatística

Tutorial Machine Learning com Python - Como usar o método mean() da biblioteca NumPy para calcular média (ou média aritmética simples)

Quantidade de visualizações: 3859 vezes
Média aritmética (ou simplesmente média simples) é a soma de vários valores e dividido pelo total deles. Ou seja, o resultado dessa divisão equivale a um valor médio entre todos os valores.

Veja a seguinte figura:



Veja que temos 4 valores: 4, 9, 12 e 25. Assim, para obter a média aritmética desses valores, só precisamos somá-los e depois dividir pela quantidade, ou seja, por 4. A média resultante será 12,5.

A biblioteca NumPy do Python nos oferece o método mean(), muito usado em Data Science e Machine Learning, que recebe um vetor de valores númericos (inteiro ou decimais) e retorna a média deles. Veja um exemplo:

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# importamos a biblioteca NumPy
import numpy

def main():
  # valores a serem observados
  valores = [4, 9, 12, 25]

  # vamos obter a média aritmética simples
  media = numpy.mean(valores)

  # vamos mostrar o resultado
  print("A média dos valores é:", media)

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

A média dos valores é: 12.5


Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Fenômenos dos Transportes, Hidráulica e Drenagem

Exercício Resolvido de Python - Como calcular Vazão Volumétrica, Vazão Mássica e Vazão em Peso usando Python - Python para Fenômenos dos Transportes e Hidráulica

Quantidade de visualizações: 48 vezes
Pergunta/Tarefa:

Uma torneira enche de água um tanque em 2 horas e 20 segundos. Determine a vazão em volume, em massa e em peso em unidades do SI. Considere que a densidade da água é igual a 1000 kg/m3 e g = 9,8 m/s2. Considere também que a capacidade do tanque é de 10 mil litros.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe a quantidade de horas: 2
Informe a quantidade de segundos: 20
Informe a capacidade do tanque (litros): 10000
Informe a densidade da água (kg/m3): 1000
Informe a força da gravidade (m/s2): 9.8

Total de segundos: 7220
Capacidade do tanque: 10.0 m3
Vazão Volumétrica: 0.0013850415512465374 m3/s
Vazão Mássica: 1.3850415512465375 kg/s
Vazão em Peso: 13.57340720221607 N/s
Resposta/Solução:

Para obter a Vazão Volumétrica, que representa a quantidade de volume que atravessa uma região em um determinado intervalo de tempo, nós vamos usar a seguinte fórmula:

\[Q_v = \frac{V}{T} \] Onde:

Qv = vazão volumétrica em metros cúbicos por segundo (m3/s);

V = o volume do fluido em metros cúbicos (m3);

T = o tempo em segundos (s).

Para obter a Vazão Mássica, que representa a quantidade de massa que atravessa uma região em um determinado intervalo de tempo, nós vamos usar a seguinte fórmula:

\[Q_m = \frac{M}{T} \] Onde:

Qm = vazão mássica em quilos por segundo (kg/s);

M = a massa do fluido em quilos (kg);

T = o tempo em segundos (s).

Para a Vazão em Peso nós só precisamos multiplicar a Vazão Mássica pelo peso da gravidade, ou seja, 9.8. Dessa forma, a Vazão em Peso é dada em N/s.

Obs.: No código eu mostro como converter horas em segundos e litros em m3.

Veja a resolução completa para o exercício em Python, comentada linha a linha:

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# método principal
def main():
  # vamos ler a quantidade de horas e segundos
  hora = int(input("Informe a quantidade de horas: "))
  segundos = int(input("Informe a quantidade de segundos: "))

  # agora vamos ler a capacidade do tanque em litros
  capacidade_tanque = int(input("Informe a capacidade do tanque (litros): "))

  # vamos ler a densidade da água
  densidade_agua = float(input("Informe a densidade da água (kg/m3): "))

  # vamos ler a força da gravidade
  gravidade = float(input("Informe a força da gravidade (m/s2): "))

  # vamos calcular o total de segundos
  segundos_hora = 3600
  total_segundos = (2 * segundos_hora) + segundos

  # vamos converter a capacidade do tanque de litros para m3
  volume = capacidade_tanque / 1000.0

  # vamos calcular a vazão volumétrica
  vazao_volumetrica = volume / total_segundos 

  # vamos calcular a vazão mássica
  vazao_massica = vazao_volumetrica * densidade_agua

    # vamos calcular a vazão em peso
  vazao_peso = vazao_massica * gravidade

  # e mostramos o resultado
  print("\nTotal de segundos: {0}".format(total_segundos))
  print("Capacidade do tanque: {0} m3".format(volume))  
  print("Vazão Volumétrica: {0} m3/s".format(vazao_volumetrica))
  print("Vazão Mássica: {0} kg/s".format(vazao_massica))
  print("Vazão em Peso: {0} N/s".format(vazao_peso))

if __name__== "__main__":
  main()



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

Como usar os argumentos padrões das funções e métodos em Python

Quantidade de visualizações: 7573 vezes
Geralmente quando efetuamos chamadas às funções, nosso código fica responsável por fornecer os valores para os argumentos da função. Em Python é possível termos argumentos padrões, e tais argumentos já podem ter um valor pré-definido. Desta forma, a passagem dos parâmetros se torna opcional. Veja um exemplo:

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# função com argumento padrão
def erro(msg = "Houve um erro."):
  print(msg)

def main():
  # chamada à função fornecendo o argumento
  erro("Erro desconhecido.")

  # chamada à função sem fornecer o argumento
  erro()  
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este exemplo nós teremos o seguinte resultado:

Erro desconhecido.
Houve um erro.

Veja mais um exemplo:

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# função com argumentos padrões
def volume(comprimento = 1, largura = 1, altura = 1):
  return (comprimento * largura * altura)

def main():
  # chamada à função fornecendo um argumento
  print(volume(3))

  # chamada à função fornecendo dois argumentos
  print(volume(4, 5))

  # chamada à função fornecendo três argumentos
  print(volume(4, 5, 7))

  # chamada à função fornecendo nenhum argumento
  print(volume())    
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este exemplo nós teremos o seguinte resultado:

3
20
140
1

É importante observar que os argumentos padrões devem estar sempre à direita dos demais argumentos. Falhar em cumprir esta exigência pode causar um erro do tipo:

SyntaxError: non-default argument follows default argument



Python ::: Topografia e Geoprocessamento ::: Passos Iniciais

Como converter graus, minutos e segundos para graus decimais em Python

Quantidade de visualizações: 1174 vezes
Em algumas situações, principalmente em cálculos da Engenharia Civil e Topografia, nós precisamos converter graus, minutos e segundos para graus decimais. É comum chamarmos graus, minutos e segundos de DMS ou GMS, enquanto os graus decimais são chamados de UTM.

Nesta dica veremos como converter 85º 42' 13.75'' para graus decimais. A fórmula que usaremos é a seguinte:

\[\text{Graus decimais} = \text{Graus} + \frac{\text{Minutos}}{60} + \frac{\text{Segundos}}{3600} \]

Veja agora o código Python completo que pede para o usuário informar os graus, os minutos e os segundos e mostra os graus decimais:

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# função principal do programa
def main():
  # vamos pedir para o usuário informar os graus, minutos
  # e segundos
  graus = float(input("Informe os graus: "))
  minutos = float(input("Informe os minutos: "))
  segundos = float(input("Informe os segundos: "))
    
  # agora vamos calcular os graus decimais
  graus_decimais = graus + (minutos /  60.0) + \
    (segundos / 3600.0)
    
  # e agora mostramos o resultado
  print("Os graus decimais são: {0}".format(graus_decimais))
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Informe os graus: 85
Informe os minutos: 42
Informe os segundos: 13.75
Os graus decimais são: 85.70381944444445

Fique atento ao sinal. Se o valor em graus, minutos e segundos possuir os caracteres "W" ou "S", então o valor em graus decimais deverá levar o sinal de negativo.


Python ::: Python para Engenharia ::: Unidades de Medida

Como converter Metros Quadrados em Quilômetros Quadrados em Python - Python para Física e Engenharia

Quantidade de visualizações: 358 vezes
Em muitas situações nós temos uma medida de área em m2 e queremos transformá-la em km2, ou seja, converter Metros Quadrados para Quilômetros Quadrados. Para isso só precisamos dividir os metros quadrados por 1.000.000.

Veja a fórmula:

\[\text{Quilômetros Quadrados} = \frac{\text{Metros Quadrados}}{1.000.000} \]

Agora veja o código Python que pede para o usuário informar a medida de área em metros quadrados e a converte para quilômetros quadrados. Note que mostrei como exibir o resultado em notação científica e sem notação científica:

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# função principal do programa
def main():
  # vamos ler a medida em metros quadrados
  m_quadrados = float(input("Informe os metros quadrados: "))
  
  # agora calculamos os quilômetros quadrados
  km_quadrados = m_quadrados / 1000000.00
    
  # e mostramos o resultado
  print("Você informou {0} metros quadrados.".format(m_quadrados))
  print("Isso equivale a {0} quilômetros quadrados.".format(km_quadrados))
  print(f"Sem notação científica: {km_quadrados:.6f}")
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Informe os metros quadrados: 80
Você informou 80.0 metros quadrados.
Isso equivale a 8.0E-5 quilômetros quadrados.
Sem notação científica: 0,000080


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

Como adicionar itens ao final de uma lista de inteiros em Python usando a função append()

Quantidade de visualizações: 8529 vezes
O método append() é usado quando queremos adicionar um novo elemento no final de uma list Python. Esta função aceita qualquer tipo de elemento, ou seja, uma string, um number, um object, etc.

Veja um exemplo de seu uso no trecho de código a seguir:

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"""
  Este exemplo mostra como adicionar itens ao
  fim de uma lista de inteiros.
"""
def main():
  # cria uma lista vazia
  valores = []

  # início do laço for
  for i in range(1, 6):
    valor = int(input("Informe um inteiro: "))

    # insere o valor no final da lista
    valores.append(valor)

  # exibe os valores da lista
  print("Valores na lista:", valores, "\n")
    
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Informe um inteiro: 7
Informe um inteiro: 2
Informe um inteiro: 9
Informe um inteiro: 3
Informe um inteiro: 6
Valores na lista: [7, 2, 9, 3, 6]


Vamos testar seus conhecimentos em Hidrologia

Qual dos rios, entre os listados abaixo, não está localizado no território brasileiro?

A) Rio São Francisco.

B) Rio Tocantins.

C) Rio Orinoco.

D) Rio Araguaia.

E) Rio Paraíba do Sul.
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Vamos testar seus conhecimentos em Ética e Legislação Profissional

Noções de licitação pública

Tipo de licitação é a forma como se dará o julgamento das propostas e a escolha do vencedor.

Em relação aos tipos e às modalidades da licitação pública, leia com atenção a afirmativa a seguir:

O _________ será sempre pelo tipo ____________; o __________ será sempre pelo tipo _____________; o _____________ não será por nenhum tipo; já as demais modalidades podem ser por qualquer tipo, sendo a regra o menor preço.

Marque a alternativa que preenche as lacunas de forma correta.

A) leilão - menor preço - pregão - maior lance ou oferta - concorrência.

B) pregão - menor preço - leilão - maior lance ou oferta - concurso.

C) concurso - melhor técnica - leilão - técnica e preço - convite.

D) pregão - técnica e preço - leilão - maior lance ou oferta - concurso.

E) concurso - menor preço - leilão maior lance ou oferta - convite.
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Vamos testar seus conhecimentos em AutoCAD Civil 3D

Topografia no Civil 3D

São linhas usadas para representar a topografia, mostrando as mudanças de elevação no terreno. Essas linhas conectam posições com a mesma elevação em uma superfície.

Estamos falando de:

A) Control Points (Pontos de Controle)

B) Breaklines (Linhas de Quebra)

C) Contour Lines (Curvas de Nível)

D) Feature Lines (Linhas de Características)

E) Parcels (Parcelas, Lotes)
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Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Instalações Hidráulicas Prediais

Instalações prediais de águas pluviais

Os condutos horizontais constituem a última porção a ser dimensionada nos sistemas de drenagem residenciais. Julgue as afirmações a seguir acerca dessa fração do sistema:

I. Esses tubos devem ser conectados a montante com os tubos verticais que saem das calhas, tendo caixas de inspeção no caso de mudança de direção.

II. Pela prática construtiva, as águas captadas pela calha e, nesse trecho final, são ligadas ao emissário do esgoto residencial, onde serão ligadas à rede pública.

III. Uma vez que há o risco de entupimento, uma declividade mínima de 0,5% é prevista por norma, cabendo ao projetista verificar se esta é suficiente para a demanda da rede.

IV. Embora seja uma solução pouco econômica, quanto maior é a declividade, melhor é o desempenho da rede, uma vez esse aumento não acarretará danos ao sistema.

Assinale a alternativa correta.

A) I e III são verdadeiras.

B) II e III são verdadeiras.

C) II e IV são verdadeiras.

D) III e IV são verdadeiras.

E) II, III e IV são verdadeiras.
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Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Instalações Hidráulicas Prediais

Sistema domiciliar de abastecimento de água

Se alguém mergulha numa piscina, a água exerce uma pressão sobre o corpo. Da mesma forma, a água exerce uma pressão sobre outros fluidos ou sobre uma superfície. Essa pressão não depende do volume de água contido em determinado recipiente, mas da altura do nível da água.

Assim, ao se dimensionar as tubulações, deve-se considerar as pressões máximas e mínimas que serão suportadas pelas tubulações. Dessa forma, a pressão máxima que a instalação de água fria pode apresentar durante o funcionamento dos aparelhos é:

Selecione a resposta:

A) 0,5mca.

B) 60mca.

C) 20mca.

D) 40mca.

E) 5mca.
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Desafios, Exercícios e Algoritmos Resolvidos de Python

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