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

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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 Python 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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# função principal do programa
def main():
  # gravidade terrestre em m/s2
  gravidade = 9.80665
  # massa do corpo
  massa = 2 # em kg
  # altura do corpo em relação ao chão
  altura = 1.5 # em metros
  
  # vamos calcular a energia potencial gravitacional
  epg = massa * gravidade * altura
  
  # mostramos o resultado
  print("A Energia Potencial Gravitacional é: {0}J".format(epg))
  
if __name__== "__main__":
  main() 

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

A Energia Potencial Gravitacional é: 29.419950J

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

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

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

Como excluir e retornar o primeiro item de uma lista Python usando a função pop()

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Em algumas situações nós precisamos remover e retornar um determinado elemento de uma list em Python. Para isso nós podemos usar o método pop(), já embutida na linguagem.

A função pop(), quando usada sem argumentos, exclui e retorna o último elemento de uma lista. Se fornecido um argumento, a função remove e retorna o elemento no índice indicado. Se o índice informado estiver fora da faixa permitida, um erro do tipo IndexError será retornado.

Veja um trecho de código Python no qual removemos e retornamos o primeiro elemento da lista:

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def main():
  # cria uma lista de inteiros
  valores = [4, 23, 7, 1, 0, 54]

  # imprime a lista
  print(valores)

  # remove o primeiro item
  valor = valores.pop(0)
  print("Item removido:", valor)

  # exibe a lista novamente
  print(valores)
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

[4, 23, 7, 1, 0, 54]
Item removido: 4
[23, 7, 1, 0, 54]

Experimente rodar esse código e fornecer, por exemplo, o valor 50 para o índice. Você verá o seguinte erro:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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Exception has occurred: IndexError
pop index out of range
  File "C:\estudos_python\estudos.py", 
    line 9, in main
    valor = valores.pop(90)
  File "C:\estudos_python\estudos.py", line 
    16, in <module>
    main()



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

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

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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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# 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]]


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