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Você está aqui: Lisp ::: LISP para Engenharia ::: Hidrologia e Hidráulica

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

Quantidade de visualizações: 278 vezes
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 LISP 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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; Este é o programa principal
(defun Principal()
  (let ((altura_lamina)(volume_chuva))  
    ; vamos pedir para o usuário informar a altura da lâmina
    ; de água em milímetros
    (princ "Altura da lâmina de água em milímetros: ")
    ; talvez o seu compilador não precise disso
    (force-output)
    (setq altura_lamina (read))
	
    ; o primeiro passo é converter os milímetros da lâmina de água
    ; para metros
    (setq altura_lamina (/ altura_lamina 1000.0))

    ; 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
    (setq volume_chuva (* (* altura_lamina 1.00) 1000.0))

    ; vamos mostrar o resultado
    (format t "O volume da chuva é ~F litros para cada metro quadrado"
       volume_chuva)
  )
)
 
; Auto-executa a função Principal()
(Principal)

Ao executar este código LISP 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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Lisp ::: Fundamentos da Linguagem ::: Estruturas de Controle

Como usar o laço loop para contar de 1 até 10 em Lisp

Quantidade de visualizações: 647 vezes
A estrutura de repetição loop da linguagem Common Lisp é o laço mais simples fornecido pela linguagem. Este laço nos permite repetir uma ou mais instruções de código repetidamente, até que o comando return seja encontrado, o que faz com que o laço seja interrompido.

Veja no trecho de código abaixo como podemos usar o laço loop da Common Lisp para contar e exibir os valores de 1 até 10:

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(
  ; vamos declarar a variável que vamos usar
  let (numero)	
  ; vamos inicializar a variável com o valor 1
  (setq numero 1)
  ; agora iniciamos o laço
  (loop 
    ; escrevemos o valor da variável
    (write numero)
    ; aumentamos o valor da variável em 1
    (setq numero (+ numero 1))
    ; provocamos uma quebra de linha 
    (terpri)
    ; e fazemos o teste da continuidade
    (when (> numero 10) (return))
  )
)

Ao executarmos este código Common Lisp nós teremos o seguinte resultado:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Veja que usamos a macro when para testar o ponto de parada do laço. Note ainda o uso da função terpri da Common Lisp para provocar uma quebra de linha na saída do programa.


Lisp ::: LISP para Engenharia ::: Geometria Analítica e Álgebra Linear

Como converter Coordenadas Polares para Coordenadas Cartesianas em LISP - LISP para Engenharia

Quantidade de visualizações: 649 vezes
Nesta nossa série de LISP e AutoLISP para Geometria Analítica e Álgebra Linear, mostrarei um código 100% funcional para fazer a conversão entre coordenadas polares e coordenadas cartesianas. Esta operação é muito frequente em computação gráfica e é parte integrante das disciplinas dos cursos de Engenharia (com maior ênfase na Engenharia Civil).

Na matemática, principalmente em Geometria e Trigonometria, o Sistema de Coordenadas Polares é um sistema de coordenadas em duas dimensões no qual cada ponto no plano é determinado por sua distância a partir de um ponto de referência conhecido como raio (r) e um ângulo a partir de uma direção de referência. Este ângulo é normalmente chamado de theta (__$\theta__$). Assim, um ponto em Coordenadas Polares é conhecido por sua posição (r, __$\theta__$).

Já o sistema de Coordenadas no Plano Cartesiano, ou Espaço Cartesiano, é um sistema que define cada ponto em um plano associando-o, unicamente, a um conjuntos de pontos numéricos.

Dessa forma, no plano cartesiano, um ponto é representado pelas coordenadas (x, y), com o x indicando o eixo horizontal (eixo das abscissas) e o y indicando o eixo vertical (eixo das ordenadas). Quando saímos do plano (espaço 2D ou R2) para o espaço (espaço 3D ou R3), temos a inclusão do eixo z (que indica profundidade).

Antes de prosseguirmos, veja uma imagem demonstrando os dois sistemas de coordenadas:



A fórmula para conversão de Coordenadas Polares para Coordenadas Cartesianas é:

x = raio × coseno(__$\theta__$)
y = raio × seno(__$\theta__$)

E aqui está o código LISP completo que recebe as coordenadas polares (r, __$\theta__$) e retorna as coordenadas cartesianas (x, y):

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; programa LISP que converte Coordenadas Polares
; em Coordenadas Cartesianas
(let((raio)(theta)(graus)(x)(y))
  ; vamos ler o raio e o ângulo
  (princ "Informe o raio: ")
  (force-output)
  (setq raio (read))
  (princ "Informe o theta: ")
  (force-output)
  (setq theta (read))
  (princ "Theta em graus (1) ou radianos (2): ")
  (force-output)
  (setq graus (read))
  
  ; o theta está em graus?
  (if(eq graus 1)
    (setq theta (* theta (/ pi 180.0)))    
  )
  
  ; fazemos a conversão para coordenadas cartesianas 
  (setq x (* raio (cos theta)))
  (setq y (* raio (sin theta)))
  
  ; exibimos o resultado
  (format t "As Coordenadas Cartesianas são: (x = ~F, y = ~F)"
    x y)
)

Ao executar este código LISP nós teremos o seguinte resultado:

Informe o raio: 1
Informe o theta: 1.57
Theta em graus (1) ou radianos (2): 2
As Coordenadas Cartesianas são: (x = 0,00, y = 1,00)


Lisp ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como calcular MMC em Lisp - Como calcular o Mínimo Múltiplo Comum na linguagem Lisp

Quantidade de visualizações: 830 vezes
O Mínimo Múltiplo Comum (MMC), ou LCM (Least Common Multiple) é um tipo de operação matemática utilizada para encontrar o menor número positivo, diferente de 0 (zero), que é múltiplo ao mesmo tempo de dois ou mais números. O MMC é utilizado, por exemplo, na soma e subtração de frações - quando é necessário um denominador comum.

Nesta dica mostrarei como podemos calcular o MMC de dois números inteiros informados pelo usuário. Veja o código Common Lisp completo:

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; variáveis que vamos usar no programa
(let ((num1)(num2)(maior)(mmc))
  ; Vamos ler o primeiro número
  (princ "Informe o primeiro número: ")
  ; talvez o seu compilador não precise disso
  (force-output)
  ; atribui o valor lido à variável num1
  (setq num1 (read))
   
  ; Vamos ler o segundo número
  (princ "Informe o segundo número: ")
  ; talvez o seu compilador não precise disso
  (force-output)
  ; atribui o valor lido à variável num2
  (setq num2 (read)) 
   
  ; agora escolhemos o maior número
  (cond ((> num1 num2)(setq maior num1))
    (t (setq maior num2))
  )
  
  ; e entramos em um laço loop
  (loop
    ; testa se o maior é divisível por num1 e por num2
    (cond ((and (= 0 (rem maior num1))(= 0 (rem maior num2))) 
      ; mmc recebe o maior e sai do laço
      (setq mmc maior)(return)))
		
    ; incrementa o valor da variável maior	
    (setq maior (+ maior 1))
  )
  
  ; mostra o resultado
  (format t "O MMC dos dois números é ~D" mmc)
)

Ao executarmos este código Common Lisp nós teremos o seguinte resultado:

Informe o primeiro número: 6
Informe o segundo número: 3
O MMC dos dois números é: 6

Note que a linguagem Common Lisp possui uma função LCM() que permite calcular o MMC de dois ou mais números. Minha intenção com essa dica foi mostrar como o cálculo do MMC é feito em Common Lisp.


Lisp ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como calcular MDC em Lisp usando a função GCD

Quantidade de visualizações: 799 vezes
Atualmente a definição de Máximo Divisor Comum (MDC) pode ser assim formalizada:

Sejam a, b e c números inteiros não nulos, dizemos que c é um divisor comum de a e b se c divide a (escrevemos c|a) e c divide b (c|b). Chamaremos D(a,b) o conjunto de todos os divisores comum de a e b.

Podemos calcular o Máximo Divisor Comum na linguagem Common Lisp usando a função GCD. Esta função aceita um número ilimitado de valores inteiros e retorna seu Máximo Divisor Comum.

Veja um trecho de código Common Lisp no qual pedimos para o usuário informar dois números inteiros e, em seguida, fazemos uso da função GCD para retornar o MDC:

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; variáveis que vamos usar no programa
(let ((num1)(num2)(mdc))
  ; Vamos ler o primeiro número
  (princ "Informe o primeiro número: ")
  ; talvez o seu compilador não precise disso
  (force-output)
  ; atribui o valor lido à variável num1
  (setq num1 (read))
  
  ; Vamos ler o segundo número
  (princ "Informe o segundo número: ")
  ; talvez o seu compilador não precise disso
  (force-output)
  ; atribui o valor lido à variável num2
  (setq num2 (read))
  
  ; Vamos obter o MDC dos dois números informados
  (setq mdc (gcd num1 num2))
  
  ; E mostramos o resultado
  (format t "O Máximo Divisor Comum é: ~D" mdc)
)

Ao executarmos este código Common Lisp nós teremos o seguinte resultado:

Informe o primeiro número: 9
Informe o segundo número: 12
O Máximo Divisor Comum é: 3


Lisp ::: Fundamentos da Linguagem ::: Estruturas de Controle

Como testar uma condição em Lisp usando a macro if

Quantidade de visualizações: 1032 vezes
Nesta dica mostrarei como podemos usar a macro if da linguagem Common Lisp para testar uma condição. Por se tratar de um exemplo básico, não mostrarei um caminho alternativo, ou seja, a mensagem será exibido somente se a condição for satisfeita. Em outras dicas eu complemento com o desvio opcional.

Veja um exemplo no qual solicitamos um número ao usuário e informamos se o valor lido é maior que 10:

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; Vamos definir as variáveis que vamos
; usar no programa
(defvar numero)

; Este é o programa principal
(defun Estudos()
  ; Vamos ler o número
  (princ "Informe um número: ")
  ; talvez o seu compilador não precise disso
  (force-output)
  ; atribui o valor lido à variável numero
  (setq numero (read))
  
  ; vamos testar se este número é maior que 10
  (if (> numero 10)
    (format t "~D é maior que 10~%" numero))
  
  ; E mostramos o número informado
  (format t "O número informado foi: ~D" numero)
)

; Auto-executa a função Estudos()
(Estudos)

Ao executar este código Common Lisp nós teremos o seguinte resultado:

Informe um número: 12
12 é maior que 10
O número informado foi: 12


Lisp ::: Dicas & Truques ::: Passos Iniciais

O que é Lisp e como escrever seu primeiro programa nessa linguagem de programação

Quantidade de visualizações: 1396 vezes
O que é Common Lisp?

A linguagem de programação ANSI Common Lisp, ou simplesmente Common Lisp, é uma implementação específica da linguagem de programação Lisp multi-paradigma que suporta programação funcional e procedural.

Sua especificação foi criada por Guy L. Steele nos anos 1980 a partir da linguagem Lisp com o intuito de combinar aspectos de diversos dialetos Lisp anteriores, incluindo Scheme. Foi proposto inicialmente o nome de "Standard Lisp" para a linguagem, mas em virtude de um dialeto Lisp já existir com este nome, se buscou um nome similar, resultando no nome "Common Lisp".

Em 1994 foi publicada no padrão ANSI Information Technology - Programming Language - Common Lisp, registro X3.226-1994 (R1999). É bem maior e semanticamente mais complexa que Scheme uma vez que foi projetada para ser uma linguagem comercial e ser compatível com os diversos dialetos Lisp dos quais derivou.

Como baixar, instalar e testar a Common Lisp no Windows?

Embora exista uma quantidade enorme de compiladores Lisp disponíveis atualmente, minha pesquisa recaiu sobre o Steel Bank Common Lisp (SBCL), que pode ser baixado no endereço http://www.sbcl.org. No meu Windows 10 eu baixei o instalador sbcl-2.2.3-x86-64-windows-binary.msi, com o tamanho de 11.7Mb.

Finalizada a instalação, vamos testar nossa distribuição do Bank Common Lisp (SBCL). Para isso, abra um janela de terminal e navegue até o diretório de instalação do SBCL:

C:\Users\Osmar>cd C:\Program Files\Steel Bank Common Lisp

Se você vir um arquivo sbcl.exe dentro deste diretório nós já temos a indicação de que tudo correu bem. Tudo que temos a fazer é chamar este arquivo na linha de comando:

C:\Program Files\Steel Bank Common Lisp>sbcL

Você verá as seguintes informações na sua tela:

This is SBCL 2.2.3, an implementation of ANSI Common Lisp.
More information about SBCL is available at <http://www.sbcl.org/>.

SBCL is free software, provided as is, with absolutely no warranty. It is mostly in the public domain; some portions are provided under BSD-style licenses. See the CREDITS and COPYING files in the distribution for more information.
*

Note que o cursor já está esperando comandos, uma vez que estamos no modo interativo. Assim, digite o seguinte comando:

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* (+ 5 (* 2 4))

Pressione Enter. Se você vir o valor 13, então é sinal de que o SBCL está funcionando 100% e já podemos prosseguir.

Para sair do modo interativo do SBCL, digite:

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* (quit)

Como escrever um programa em Common List e carregá-lo no SBCL

Agora vamos ver como podemos escrever um programa Common Lisp, salvá-lo em arquivo e carregá-lo a partir do compilador Steel Bank Common Lisp (SBCL). Para isso, abra o seu editor de códigos favorito e digite a seguinte listagem:

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; Este programa talvez seja um dos mais básicos
; que podem ser escritos em Common Lisp
(defun Primeiro()
  ; Vamos mostrar uma mensagem de boas-vindas
  (write-line "Bem-vindo(a) à Common Lisp")
)

; Efetua uma chamada automática ao programa
(Primeiro)

Para executar este programa, basta chamar o SBCL pela linha de comando, da seguinte forma:

C:\Program Files\Steel Bank Common Lisp>sbcl --script C:\estudos_common_lisp\Primeiro.lsp

Se o seu código estiver correto, sem nenhum erro de sintáxe, você verá o seguinte texto:

Bem-vindo(a) à Common Lisp

Pronto! Agora é só aproveitar as nossas dicas, truques e exercícios resolvidos de Common Lisp para aprender ainda mais. Bons estudos.


Lisp ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como calcular raiz quadrada em Lisp usando a função sqrt

Quantidade de visualizações: 1271 vezes
A raiz quadrada de um algarismo é dada por um número positivo n, que ao ser elevado ao quadrado (multiplicado por ele mesmo), se iguala a x. Na área da matemática, a raiz quadrada auxilia na resolução de vários problemas, entre eles as equações de segundo grau e o Teorema de Pitágoras.

Relembrando que a raiz quadrada é o inverso da potenciação com expoente dois, temos que:

\[\sqrt{9} = 3\]

então, pela potenciação:

\[3^2 = 9\]

Agora veremos como calcular a raiz quadrada usando a função sqrt da linguagem Common Lisp. Veja o código completo:

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; Vamos definir as variáveis que vamos
; usar no programa
(defvar numero)
(defvar raiz)

; Este o programa principal
(defun RaizQuadrada()
  ; Vamos ler o número
  (princ "Informe um número: ")
  ; talvez o seu compilador não precise disso
  (force-output)
  ; atribui o valor lido à variável numero
  (setq numero (read))
  
  ; calcula a raiz quadrada do número informado
  (setq raiz (sqrt numero))
  
  ; E mostramos o resultado
  (format t "A raiz quadrada de ~F é ~F" numero
    raiz)
)

; Auto-executa a função RaizQuadrada()
(RaizQuadrada)

Ao executar este código Common Lisp teremos o seguinte resultado:

Informe um número: 9
A raiz quadrada é: 3

É importante observar que, se fornecermos um valor negativo para a função sqrt da Common List não teremos um erro, como em muitas outras linguagens de programação. Em vez disso, o valor retornado será em forma de um número complexo. Veja:

Informe um número: -9
A raiz quadrada de -9.0 é #C(0.0 3.0)


Lisp ::: Dicas & Truques ::: Trigonometria - Funções Trigonométricas

Como calcular o cosseno de um ângulo em LISP e AutoLISP (AutoCAD) usando a função cos() - Calculadora de cosseno em LISP

Quantidade de visualizações: 624 vezes
Em geral, quando falamos de cosseno, estamos falando do triângulo retângulo de Pitágoras (Teorema de Pitágoras). A verdade é que podemos usar a função cosseno disponível nas linguagens de programação para calcular o cosseno de qualquer número, mesmo nossas aplicações não tendo nenhuma relação com trigonometria.

No entanto, é sempre importante entender o que é a função cosseno. Veja a seguinte imagem:



Veja que temos um triângulo retângulo com as medidas já calculadas para a hipotenusa e os dois catetos, assim como os ângulos entre eles.

Assim, o cosseno é a razão entre o cateto adjascente e a hipotenusa, ou seja, o cateto adjascente dividido pela hipotenusa. Veja a fórmula:

\[\text{Cosseno} = \frac{\text{Cateto adjascente}}{\text{Hipotenusa}} \]

Então, se dividirmos 30 por 36.056 (na figura eu arredondei) nós teremos 0.8320, que é a razão entre o cateto adjascente e a hipotenusa (em radianos).

Agora, experimente calcular o arco-cosseno de 0.8320. O resultado será 0.5881 (em radianos). Convertendo 0.5881 radianos para graus, nós obtemos 33.69º, que é exatamente o ângulo em graus entre o cateto adjascente e a hipotenusa na figura acima.

Pronto! Agora que já sabemos o que é cosseno na trigonometria, vamos entender mais sobre a função cos() da Common Lisp e da AutoLISP (a implementação LISP do AutoCAD). Esta função recebe um valor numérico e retorna um valor, também numérico) entre -1 até 1 (ambos inclusos). Veja:

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(format t "Cosseno de 0 = ~F~%" (cos 0))
(format t "Cosseno de 1 = ~F~%" (cos 1))
(format t "Cosseno de 2 = ~F" (cos 2))

Ao executar este código LISP nós teremos o seguinte resultado:

Cosseno de 0 = 1.0
Cosseno de 1 = 0.5403023
Cosseno de 2 = -0.41614684

Note que calculamos os cossenos dos valores 0, 1 e 2. Observe como os resultados conferem com a curva da função cosseno mostrada abaixo:




Vamos testar seus conhecimentos em Fenômeno de Transportes e Hidráulica

O manômetro

Um manômetro é o instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos contidos em recipientes fechados. O manômetro para medição da pressão absoluta é usado quando pressões devem ser medidas, independentemente da pressão atmosférica. A pressão do meio medido é determinada contra uma pressão de referência, sendo que esta última corresponde ao ponto zero da pressão absoluta.

Nesse contexto, determine a pressão manométrica em P devido à deflexão do mercúrio do manômetro em U da figura a seguir.



A) Aproximadamente 77kPa.

B) Aproximadamente 89kPa.

C) Aproximadamente 94kPa.

D) Aproximadamente 106kPa.

E) Aproximadamente 111kPa.
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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Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Estruturas de Aço e Madeira

Perfil em aço

O perfil de aço apresenta diversas características e uma infinidade de composições que podem permanecer resistentes por meio da conexão de diferentes peças mediante conexões.

A esse respeito, assinale a alternativa que indica corretamente o elemento de conexão de perfis de aço que oferece a possibilidade de união das peças de uma moldura de aço como se fosse um todo monolítico.

A) Rebite.

B) Pinos de alta resistência.

C) Pinos de aço-carbono.

D) Pinos de controle de tensão.

E) Solda.
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Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Construção Civil

Serviços preliminares e instalações provisórias

Em um canteiro de obras:

A) São permitidas a entrada e a permanência de trabalhadores que não sejam compatíveis com a fase da obra.

B) É permitida a entrada rápida de trabalhadores que não estejam assegurados.

C) São proibidas a entrada e a permanência de quaisquer trabalhadores, independentemente da fase da obra.

D) É proibida a entrada de trabalhadores que não estejam assegurados, mas é permitida a permanência de trabalhadores que não sejam compatíveis com a fase da obra.

E) São proibidas a entrada e a permanência de trabalhadores que não estejam assegurados e que não sejam compatíveis com a fase da obra.
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Vamos testar seus conhecimentos em

Cisalhamento e detalhamento de vigas

O modelo clássico de treliça foi idealizado por Ritter e Mörsch no início do século XX e se baseia na analogia entre uma viga fissurada e uma treliça.

Acerca desse modelo, marque a alternativa correta:

A) As bielas comprimidas devem apresentar inclinação de 60º com o eixo longitudinal do elemento estrutural.

B) As armaduras de cisalhamento, conhecidas como estribos, devem ter inclinação entre 45 e 90º.

C) A treliça de Ritter e Mörsch deve ser hiperestática, havendo, dessa forma, engastamento nos nós.

D) As diagonais tracionadas da treliça de Ritter e Mörsch são equivalentes às bielas de concreto.

E) Na treliça de Ritter e Mörsch, os elementos resistentes são somente as armaduras longitudinal e transversal.
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E-Book 650 Dicas, Truques e Exercícios Resolvidos de Python - PDF com 1.200 páginas
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E-Book 350 Exercícios Resolvidos de Java - PDF com 500 páginas
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