[IME- 2010/2011- 2fase]O circuito apresentado na f

[IME- 2010/2011 - 2ª fase]

O circuito apresentado na figura acima é composto por uma fonte de tensão contínua E, que alimenta um reostato linear e as resistências R1 e R2. No ponto C do reostato encontra-se fixo um balão de massa m e volume V, inicialmente na posição y = 0. O sistema encontra-se imerso em um tanque, que contém um líquido isolante, de massa específica ρ. Entre os pontos C e D do sistema, encontra-se conectado um voltímetro ideal. No instante t = 0, o balão é liberado e começa a afundar no líquido.

Determine:

a) a leitura do voltímetro no instante em que o balão é liberado;

b) a coordenada y em que a leitura do voltímetro é zero;

c) o tempo decorrido para que seja obtida a leitura indicada no item b;

d) o valor da energia, em joules, dissipada no resistor R2, no intervalo de tempo calculado em c.

Dados:

•R1 = 1 kΩ;

•R2 = 3 kΩ;

• fonte de tensão: E = 10 V;

• massa do balão: m = 50 g;

• volume do balão: V = 0,0001 m³;

• resistência total do resistor linear: \(R_{AB}\) = 10 kΩ;

• massa específica do líquido: ρ = 50 kg/m³;

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s².