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Você está aqui: Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Física - Mecânica - Leis de Newton

Exercícios Resolvidos de Física usando Python - Aplica-se uma força de 20 N a um corpo de massa m. O corpo desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta - Desafio de Programação Resolvido em Python

Quantidade de visualizações: 1810 vezes
Pergunta/Tarefa:

(UFRGS - 2017) Aplica-se uma força de 20 N a um corpo de massa m. O corpo desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta 10 m/s a cada 2 s. Qual o valor, em kg, da massa m?

a) 5.
b) 4.
c) 3.
d) 2.
e) 1.

Resposta/Solução:

Este é um clássico problema de Física envolvendo a Segunda Lei de Newton, cuja fórmula, em sua forma mais simples é:

\[F = m \cdot a \]

Olhando para o enunciado, vimos que nos é pedido a massa em kg. Nós já temos a força de 20 N, já convertida para sua medida no SI. No entanto, em vez da aceleração, o problema nos dá a variação da velocidade, que aumenta 10 m/s a cada 2 s. Assim, só precisamos nos lembrar que a aceleração é igual ao valor da variação da velocidade dividido pelo intervalo de tempo.

Veja o código Python completo que pede para o usuário informar a força em newtons, a variação da velocidade em metros por segundo e a variação do tempo em segundos e nos retorna a massa em quilos:

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# função principal do programa
def main():
  # vamos pedir para o usuário informar a força em newtons
  forca = float(input("Força em newtons: "))

  # vamos pedir a variação da velocidade em metros por segundo
  velocidade = float(input("Variação da velocidade em metros por segundo: "))

  # vamos pedir a variação do tempo em segundos
  tempo = float(input("Variação do tempo em segundos: "))

  # agora calculamos a acelaração
  aceleracao = velocidade / tempo

  # agora que já temos a aceleracao, podemos calcular a massa
  massa = forca / aceleracao

  # e mostramos o resultado
  print("A massa em quilos é: {0}".format(massa))

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos o código Python para o exercício nós teremos o seguinte resultado:

Força em newtons: 20
Variação da velocidade em metros por segundo: 10
Variação do tempo em segundos: 2
A massa em quilos é: 4.0

Assim, a resposta correta é a letra b (4 kg)

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Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Strings e Caracteres

Exercícios Resolvidos de Python - Como retornar o código ASCII associado a um caractere em Python - Ler um caractere e retornar o código ASCII correspondente

Quantidade de visualizações: 627 vezes
Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa Python que pede para o usuário informar um caractere (letra ou número) e mostre o código ASCII correspondente.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe um caractere: A
Você informou o caractere: A
O código ASCII correspondente é: 65
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício em Python:

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# função principal do programa
def main():
  # vamos pedir para o usuário informar uma letra, símbolo ou pontuação
  caractere = input("Informe um caractere: ")
    
  # agora vamos obter o código ASCII correspondente
  codigo = ord(caractere)
    
  # e mostramos o resultado
  print("Você informou o caractere: {0}".format(caractere))
  print("O código ASCII correspondente é: {0}".format(codigo))
    
if __name__== "__main__":
  main()

O Código Padrão Americano para o Intercâmbio de Informação (do inglês American Standard Code for Information Interchange - ASCII, pronunciado [áski]) é um sistema de representação de letras, algarismos e sinais de pontuação e de controle, através de um sinal codificado em forma de código binário (cadeias de bits formada por vários 0 e 1), desenvolvido a partir de 1960, que representa um conjunto de 128 sinais: 95 sinais gráficos (letras do alfabeto latino, algarismos arábicos, sinais de pontuação e sinais matemáticos) e 33 sinais de controle, utilizando 7 bits para representar todos os seus símbolos.


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

Exercícios Resolvidos de Python - Como converter de binário para decimal em Python usando o laço for

Quantidade de visualizações: 430 vezes
Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa Python que usa o laço for para converter um número binário (como uma String) em sua representação decimal (como um int). Peça ao usuário para informar um número binário e mostre o mesmo em decimal (como um int). Sua solução deve obrigatoriamente usar o laço for.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe um número binário: 1100
A representação decimal do valor binário 1100 é 12
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Python:

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# vamos importar o módulo Math
import math

# função principal do programa
def main():
  # vamos ler o número binário (como uma String)
  binario = input("Informe um número binário: ")
  decimal = 0 # guarda a representação decimal
     
  # vamos percorrer todos os dígitos do número binário começando do início
  expoente = len(binario) - 1
  for i in range(0, len(binario)):
    # converte o caractere atual para inteiro
    temp = int(binario[i])
    decimal = decimal + (temp * int(math.pow(2, expoente)))
    # reduz o expoente
    expoente = expoente - 1

  # mostramos o resultado
  print("A representação decimal do valor binário {0} é {1}".format( 
    binario, decimal))
  
if __name__== "__main__":
  main()



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

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

Quantidade de visualizações: 12454 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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# 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 ::: Fundamentos da Linguagem ::: Estruturas de Controle

Python para iniciantes - Como contar de 0 a 10 usando o laço for da linguagem Python

Quantidade de visualizações: 10613 vezes
Nesta dica veremos como usar o loop for da linguagem Python para contar de 0 até 10. É um exemplo bem simples, mas serve para nos lembrar da sintáxe dessa construção.

Veja o código completo:

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# função principal do programa
def main():
  for i in range(11):
    print(i, end = "  ")

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Python ::: Dicas & Truques ::: Data e Hora

Como adicionar dias à uma data em Python usando a função timedelta() da classe datetime

Quantidade de visualizações: 8970 vezes
Nesta dica mostrarei como é possível usar o método timedelta() da classe datetime do Python para adicionar um determinado número de dias a uma data. O truque aqui é fornecer apenas o dia para o método timedelta(), obter o resultado e somá-lo com a data que já temos.

Veja o código completo para o exemplo:

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import datetime

# função principal do programa
def main():
  # dias a serem adicionados
  quant_dias = 2
 
  # Obtém a data de hoje
  hoje = datetime.date.today()
  print("Hoje é:", hoje)
 
  # Adiciona dias à data
  dias = datetime.timedelta(days=quant_dias)
  hoje = hoje + dias
 
  # Exibe o resultado
  print("Daqui à", quant_dias, "dias será", hoje)
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Hoje é: 2021-03-11
Daqui à 2 dias será 2021-03-13


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

Exercício Resolvido de Python - Como calcular o Número de Reynolds em Python - Leite integral a 293 K, massa específica de 1030 kg/m3 e viscosidade de 2,12.10-3 N.s/m2 está escoando a uma razão

Quantidade de visualizações: 37 vezes
Pergunta/Tarefa:

O Número de Reynolds é uma quantidade adimensional usada na mecânica dos fluidos para prever padrões de fluxo em diferentes situações de escoamento de fluidos. É definido como a razão entre forças inerciais e forças viscosas dentro de um fluido.

1) Leite integral a 293 K, massa específica de 1030 kg/m3 e viscosidade de 2,12.10-3 N.s/m2 está escoando a uma razão de 0,605 kg/s em uma tubulação de 63,5 mm de diâmetro.

a) Calcule o número de Reynolds. O escoamento é laminar ou turbulento?
b) Calcule a vazão em m3/s para um número de Reynolds de 2100 e a velocidade em m/s.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe a Massa Específica do fluido (kg/m3): 1030
Informe a Viscosidade Dinâmica do fluido (N.s/m2): 2.12e-3
Informe a Vazão Mássica (kg/s): 0.605
Informe o Diâmetro da Tubulação (mm): 63.5

A área da tubulação é: 0.003166921744359361 m2
A vazão volumétrica do fluido é: 0.000587378640776699 m3/s
A velocidade de escoamento do fluido é: 0.18547305181218499 m/s
O Número de Reynolds é: 5722.106110271679

Informe o novo Número de Reynolds: 2100
A nova velocidade de escoamento do fluido é: 0.06806819050531304 m/s
A nova vazão volumétrica do fluido é: 0.0002155666326104713 m3/s
Resposta/Solução:

O primeiro passo para a resolução deste exercício é nos lembrarmos da Fórmula do Número de Reynolds:

\[R_e = \frac{\rho \cdot v \cdot D}{\mu} \] Onde:

[[rho]] é a massa específica do fluido medida em kg/m3;

v = velocidade média do fluido em m/s;

D = diâmetro para o fluxo do tubo em metros (m);

[[mu]] é a viscosidade dinâmica do fluido em N.s/m2.

Obs.: No código eu mostro como fazer as conversões de unidades necessárias.

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

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# vamos importar a biblioteca Math
import math

# método principal
def main():
  # vamos ler a massa específica da água
  massa_especifica = float(input("Informe a Massa Específica (kg/m3): "))

  # vamos ler a viscosidade dinâmica do fluido
  viscosidade_dinamica = float(input("Informe a Viscosidade (N.s/m2): "))

  # vamos ler a vazão mássica
  vazao_massica = float(input("Informe a Vazão Mássica (kg/s): "))

  # vamos ler o diâmetro da tubulação
  diametro = float(input("Informe o Diâmetro da Tubulação (mm): "))

  # o primeiro passo é calcular a área da seção transversal da tubulação
  # a) convertemos milímetros para metros
  diametro = diametro / 1000.0
  # b) calculamos a área em metros quadrados
  area = (math.pi * math.pow(diametro, 2) / 4)  
  
  # vamos converter a vazão mássica em vazão volumétrica
  vazao = vazao_massica / massa_especifica

  # vamos obter a velocidade de escoamento do fluido
  velocidade = vazao / area

  # e finalmente calculamos o Número de Reynolds
  numero_reynolds = (massa_especifica * velocidade * diametro) / viscosidade_dinamica

  # mostramos os resultados
  print("\nA área da tubulação é: {0} m2".format(area))
  print("A vazão volumétrica do fluido é: {0} m3/s".format(vazao))
  print("A velocidade de escoamento do fluido é: {0} m/s".format(velocidade))
  print("O Número de Reynolds é: {0}".format(numero_reynolds))

  # vamos ler o novo Número de Reynolds
  novo_numero_reynolds = float(input("\nInforme o novo Número de Reynolds: "))

  # vamos calcular a velocidade para o novo Reynolds  
  nova_velocidade = ((viscosidade_dinamica * novo_numero_reynolds)
    / (massa_especifica * diametro))
  print("A nova velocidade de escoamento do fluido é: {0} m/s".format(nova_velocidade))

  # vamos calcular a nova vazão volumétrica
  nova_vazao = area * nova_velocidade
  print("A nova vazão volumétrica do fluido é: {0} m3/s".format(nova_vazao))

if __name__== "__main__":
  main()

O primeiro Número de Reynolds, ou seja, 5722.1061, caracteriza o escoamento como turbulento, pois é maior que 2400. Já o Número de Reynolds 2100 caracteriza o escoamento como escoamento de transição (saindo do escoamento laminar e indo para o escoamento turbulento), já que é maior que 2000 e menor que 2400.


Python ::: Python para Engenharia ::: Cálculo Diferencial e Integral

Como calcular o limite de uma função usando Python e a biblioteca Sympy - Python para Engenharia

Quantidade de visualizações: 4347 vezes
Como calcular o limite de uma função usando Python e a biblioteca Sympy

Citando a Wikipédia: Na matemática, o limite de uma função é um conceito fundamental em cálculo e análise sobre o comportamento desta função quando próxima a um valor particular de sua variável independente. Informalmente, diz-se que __$\text{L}__$ é o limite da função __$\text{f(x)}__$ quando __$\text{x}__$ tende a __$\text{p}__$, escreve-se

\[ \lim_{x \to p} f(x) = L \]

quando __$\text{f(x)}__$ está arbitrariamente próximo de __$\text{L}__$ para todo __$\text{x}__$ suficientemente próximo de __$\text{p}__$. O conceito de limite pode ser estendido para funções de varias variáveis.

A biblioteca SymPy da linguagem Python facilita muito o trabalho de se calcular limites. É claro que é sempre uma boa idéia saber calcular o limite de uma função "na mão" mesmo, até para sabermos se nosso código Python está correto. No entanto, em algumas situações, lançar mão da função limit() da SymPy nos poupará um tempo incrível.

Dessa forma, a sintáxe para o cálculo do limite na SymPy segue o padrão limit(função, variável, ponto). Então, se quisermos calcular o limite de f(x) com x tendendo a 0, só precisamos fazer limit(f, x, 0).

Vamos colocar esse conhecimento em prática então? Veja o seguinte limite:

\[ \lim_{x \to 1} 5x^2 + 2x \]

Agora observe o código Python completo que calcula e retorna o limite desta função:

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# vamos importar a biblioteca SymPy
from sympy import * 

def main():
  # vamos definir o símbolo x
  x = symbols("x")
  # definimos a função
  f = (5 * x ** 2) + (2 * x) 
  # finalmente calculamos o limite
  limite = limit(f, x, 1)
  # e mostramos o resultado
  print("O limite da função é: %f." % limite)

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código nós teremos o seguinte resultado:

O limite da função é: 7.000000.

Logo, o limite da função no ponto __$\text{x}__$ = 1 vale 7, em outras palavras, 7 é o valor que __$f(5x^2 + 2x)__$ deveria ter em 1 para ser contínua nesse ponto.

Vamos ver mais um exemplo? Observe o seguinte limite:

\[ \lim_{x \to 1} \left(\frac{x^2 - 1}{x - 1}\right) \]

Aqui temos um situação interessante. Note que temos que fazer uma manipulação algébrica na expressão, fatorando os termos. Porém, mesmo em situações assim o método limit() da Sympy consegue interpretar a expressão simbólica corretamente e nos devolver o limite esperado. Veja o código Python completo:

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# vamos importar a biblioteca SymPy
from sympy import * 

def main():
  # vamos definir o símbolo x
  x = symbols("x")
  # definimos a função
  f = (x ** 2 - 1) / (x - 1) 
  # finalmente calculamos o limite
  limite = limit(f, x, 1)
  # e mostramos o resultado
  print("O limite da função é: %f." % limite)

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

O limite da função é: 2.000000.


Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Python Básico

Exercícios Resolvidos de Python - Escreva um programa em Python que usa a função log10() para informar a quantidade de dígitos em um número inteiro

Quantidade de visualizações: 587 vezes
Pergunta/Tarefa:

Escreva um algorítmo em Python que peça para o usuário informar um número inteiro de qualquer tamanho, ou seja, qualquer quantidade de dígitos. Em seguida seu código deverá informar a quantidade de dígitos contida no número inteiro digitado pelo usuário. Seu programa deverá, obrigatoriamente, usar a função log10() do módulo Math.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe um número inteiro de qualquer tamanho: 847
O número informado possui 3 dígitos
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Python:

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# vamos importar o módulo Math
import math

# método principal
def main():
  # vamos pedir para o usuário informar um número inteiro
  numero = int(input("Informe um número inteiro de qualquer tamanho: "))
  
  # agora vamos obter a quantidade de dígitos no
  # número informado
  tamanho = int(math.log10(numero)) + 1
	
  # mostramos o resultado
  print("O número informado possui {0} dígitos".format(tamanho))

if __name__== "__main__":
  main()



Vamos testar seus conhecimentos em

Pilares centrais: dimensionamento e detalhes construtivos

Durante o projeto de um pilar central, deve-se cuidar alguns parâmetros para que não ocorram falhas no resultado final, desde a parte de cálculo até a parte de execução. Em relação a pilares centrais, qual a reposta correta?

A) Calculando-se apenas a esbeltez do pilar já é possível estimar o comportamento.

B) Este tipo de pilar não tem continuidade nos dois eixos.

C) Quando se dimensiona o aço, deve-se utilizar as piores situações de cálculo, com armaduras simétricas.

D) O efeito do momento fletor em pilares centrais deve ser desprezado.

E) Pilares centrais são submetidos à flexão composta oblíqua.
Verificar Resposta Estudar Cards Todas as Questões

Vamos testar seus conhecimentos em Fenômeno de Transportes e Hidráulica

Vazão de projeto

O escoamento livre em condutos é caracterizado por ter uma superfície livre, cuja pressão atuante é a pressão atmosférica.

Considere o dimensionamento de um canal de drenagem em terra com vegetação rasteira nos taludes e fundo, possui: taludes 2H: 1V e declividade de fundo (So) de 20cm/km. Ele foi dimensionado para uma determinada vazão de projeto Q, tendo chegado a uma seção com largura de fundo (b) igual a 1,5m e altura da lâmina de água (yo) 1,30m. Determine qual a vazão Q do projeto e indique se a seção é de mínimo perímetro molhado.

Dados: 0,025 (cobertura vegetal rasteira).

A) Vazão de projeto de 2,45m3/s e satisfaz a condição de mínimo perímetro molhado.

B) Vazão de projeto de 2,72m3/s e satisfaz a condição de mínimo perímetro molhado.

C) Vazão de projeto de 3,94m3/s e satisfaz a condição de mínimo perímetro molhado.

D) Vazão de projeto de 3,54m3/s e não satisfaz a condição de mínimo perímetro molhado.

E) Vazão de projeto de 2,99m3/s e não satisfaz a condição de mínimo perímetro molhado.
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Vamos testar seus conhecimentos em

Cálculo de vigas-parede

As armaduras das vigas-parede sofrem variação a depender da região de aplicação das cargas, se em sua face superior ou em sua face superior.

A área de aço longitudinal (tração) necessária calculada, considerando aço CA-50, para uma viga-parede biapoiada com vão de 3,8m, altura de 2,0m, espessura de 15cm e sujeita a carga distribuída aplicada em sua face superior de 40kN/m é:

A) 1,58cm2.

B) 1,64cm2.

C) 1,97cm2.

D) 2,11cm2.

E) 2,35cm2.
Verificar Resposta Estudar Cards Todas as Questões

Vamos testar seus conhecimentos em Python

Qual o resultado da execução do seguinte código Python?

# cria uma string
palavra = "ESTUDAR"
letras = ['A', 'B', 'C']
letras[0], letras[2] = palavra[3], palavra[1]
print(letras)

A) ['T', 'B', 'S']

B) Um erro TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

C) ['B', 'A', 'C']

D) ['U', 'B', 'S']

E) Um erro TypeError: 'str' object is not callable
Verificar Resposta Estudar Cards Todas as Questões

Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Construção Civil

Formas: Confecção e colocação

Durante a execução e cura de estruturas em concreto armado, as formas são submetidas a diversos tipos de solicitações, desde a montagem, passando pelo lançamento do concreto, peso da massa e armadura, etc. Sobre esses esforços, assinale a alternativa correta.

A) As formas dos pilares são mais solicitadas por cargas verticais.

B) As formas de lajes são mais solicitadas por cargas horizontais.

C) O peso da armadura é o principal esforço sobre qualquer tipo de forma.

D) As formas das vigas são mais solicitadas por esforços verticais.

E) O peso da armadura é determinante no dimensionamento da forma de vigas.
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