Dissertativa 8 - 2ª Fase - Dia 2 - IME 2011

O circuito apresentado na figura acima é composto por uma fonte de tensão contínua E, que alimenta um reostato linear e as resistências ${\mathrm{R}}_1$ e ${\mathrm{R}}_2$. 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 ${\mathrm{R}}_2$, no intervalo de tempo calculado em c

Dados:

•${\mathrm{R}}_1$ = 1 kΩ;
•${\mathrm{R}}_2$ = 3 kΩ;
• fonte de tensão: E = 10 V;
• massa do balão: m = 50 g;
• volume do balão: V = 0,0001 ${\mathrm{m}}^3$;
• resistência total do resistor linear: ${\mathrm{R}}_{\mathrm{AB}}$ = 10 kΩ;
• massa específica do líquido: ρ = 50 kg/${\mathrm{m}}^3$;
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s².