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

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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 Java completo para o cálculo:

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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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package estudos;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // 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
    System.out.println("A Energia Potencial Gravitacional é: " 
      + epg + "J");
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

A Energia Potencial Gravitacional é: 29.419950J

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Java ::: Coleções (Collections) ::: HashMap

Como adicionar novos mapeamentos chave-valor a um HashMap do Java usando o método put()

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Novos mapeamentos chave-valor são adicionados a um HashMap da linguagem Java usando-se o método put(). Veja sua assinatura:

public V put(K key, V value)


Note que este método recebe a chave e o valor a ser inserido e retorna um objeto do mesmo tipo daquele fornecido no segundo argumento. Este retorno é muito útil para sabermos se o novo valor não sobrepôs um valor já existente. Se o retorno for null, o novo valor foi inserido. Caso contrário o retorno será o valor existente antes da sobreposição. Apenas tenha cuidado com valores null existentes como chaves ou valores. Nestes casos o retorno do método put não ajudará em nada.

Veja um exemplo do uso do método put():

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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package estudos;

import java.util.*;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    
    // vamos criar uma instância de HashMap
    HashMap<Integer, String> clientes = new HashMap<Integer, String>();

    // vamos adicionar três chaves e seus valores
    clientes.put(new Integer(1), "Osmar J. Silva");
    clientes.put(new Integer(2), "Salvador Miranda de Andrade");
    clientes.put(new Integer(3), "Marcos da Costa Santos");

    // é possível também referenciar o valor adicionado
    // ao HashMap, uma vez que este é o retorno do métoto put()
    String nome = clientes.put(new Integer(2), "Carlos"); 

    if(nome == null){
      System.out.println("Novo valor inserido com sucesso");
    }
    else{
      System.out.println("Valor já existia. Houve sopreposição"); 
    }

    System.exit(0);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Valor já existia. Houve sopreposição


Java ::: Dicas & Truques ::: Operadores de Manipulação de Bits (Bitwise Operators)

Como usar o operador de bits & (E/AND sobre bits) em Java - Java Avançado - Manipulação de bits em Java

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Esta dica de Java é muito útil para quem está se preparando para entrevistas de código ou desafios de programação. A manipulação de bits é fator importante para testar as habilidades de candidatos a vagas de programador, pois ela demonstra um conhecimento muito aprofundado de lógica de programação e também de rotinas de baixo nível.

O operador de bits & (E/AND sobre bits) da linguagem Java é usado quando queremos comparar os bits individuais de dois valores integrais (inteiros) e produzir um terceiro resultado. Os bits no resultado serão configurados como 1 se os bits correspondentes nos dois outros valores foram 1. Em caso contrário os bits são configurados como 0.

Vamos analisar os seguintes valores binários:

a) 0101 (5 decimal)
b) 0100 (4 decimal)

Quando aplicamos o operador & nestes dois valores teremos o seguinte resultado:

0101
0100
----
0100


Veja que o resultado é 0100, uma vez que apenas o segundo bit de cada valor está configurado como 1. Vamos ver isso em Java agora. Observe o seguinte trecho de código:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    int a = 5;
    int b = 4;
    int c = a & b;
     
    // exibe o resultado (em inteiro e em bytes)
    System.out.println("a = " + obterBits(a) + " (" + a + ")");
    System.out.println("b = " + obterBits(b) + " (" + b + ")");
    System.out.println("a & b = " + obterBits(c) + " (" + c + ")");
  }
  
  // método auxiliar que converte um inteiro em sua representação em bits
  public static String obterBits(int valor){
    int mascara = 1 << 31;
    StringBuffer buffer = new StringBuffer(35);
    
    for(int i = 1; i <= 32; i++){
      if((valor & mascara) == 0){
    	buffer.append('0');
      }
      else{
    	buffer.append('1');
      }
      
      valor <<= 1;
      
      if(i % 8 == 0){
        buffer.append(' ');
      }
    }
    
    return buffer.toString();
  }
}


Ao executar este código teremos o seguinte resultado:

a = 00000000 00000000 00000000 00000101 (5)
b = 00000000 00000000 00000000 00000100 (4)
a & b = 00000000 00000000 00000000 00000100 (4)


Java ::: Java para Engenharia ::: Hidrologia e Hidráulica

Como calcular o volume de chuvas em Java - Fórmula do cálculo do volume de chuvas em Java

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O estudo da Hidrologia passa, necessariamente, pelo cálculo do volume de chuvas em uma determinada região, ou bacia hidrológica. Assim, é comum ouvirmos alguém dizer que, em um determinado local, choveu 100 mm durante um determinado período. Mas o que isso significa?

O mês mais chuvoso em Goiânia é dezembro, com média de 229 milímetros de precipitação de chuva. Isso significa que, em uma área de 1 m2, a lâmina de água formada pela chuva que cai apresenta uma altura de 229 milímetros.

Como sabemos que o volume é a área multiplicada pela altura, tudo que temos a fazer é considerar a área de 1 m2 multiplicada pela altura da lâmina de água (convertida também para metros). Veja a fórmula:

\[\text{Volume} = \text{(Área da Base) x Altura}\]

Lembre-se de que volume pode ser retornado em litros, ou seja, 1 m3 = 1000 litros.

Veja agora o código Java completo que pede para o usuário informar a precipitação da chuva, ou seja, a altura da lâmina de água em milímetros e retorna o volume de água em litros.

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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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package estudos;
 
import java.util.Scanner;
 
public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // para ler a entrada do usuário
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);
   
    // vamos pedir para o usuário informar a altura da lâmina
    // de água em milímetros
    System.out.print("Altura da lâmina de água em milímetros: ");
    double altura_lamina = Double.parseDouble(entrada.nextLine());

    // o primeiro passo é converter os milímetros da lâmina de água
    // para metros
    altura_lamina = altura_lamina / 1000.00;

    // agora que já temos a altura da lâmina em metros, vamos multiplicar
    // pela base (1 metro quadrado) para obtermos o volume da chuva por
    // metro quadrado
    double volume_chuva = (altura_lamina * 1.00) * 1000.00;

    // vamos mostrar o resultado
    System.out.println("O volume da chuva é: " + volume_chuva +
      " litros para cada metro quadrado");
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Altura da lâmina de água em milímetros: 229
O volume da chuva é: 229.0 litros para cada metro quadrado

Qual é o volume de 1 mm de chuva?

A altura pluviométrica é a espessura da lâmina d'água precipitada que cobre a região atingida pela chuva. Geralmente a unidade de medição é o milímetro (mm) porque o aparelho que mede a chuva, o pluviômetro, é lido em milímetros.

O pluviômetro é um aparelho meteorológico destinado a medir, em milímetros, a altura da lâmina de água gerada pela chuva que caiu numa área de 1 m2.

1 mm de chuva equivale a 1 litro de água, ou 1 dm3, considerando a área de 1 m2.


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