Questão 29 - 1ª Fase - IME 2015

A figura apresenta um circuito elétrico e um sistema de balança. O circuito é composto por uma Fonte em U, cinco resistores, um capacitor, um quadrado formado por um fio homogêneo, duas chaves e um eletroímã interligados por fios de resistência desprezível. O sistema de balança é composto por um bloco e um balde de massa desprezível que está sendo preenchido por água através de um dispositivo. Sabe-se que, imediatamente após o carregamento do capacitor, a chave $C{h}_a$ se abrirá e a chave $C{h}_b$ se fechará, fazendo com que o capacitor alimente o eletroímã, de modo que este acione um dispositivo que interromperá o fluxo de água para o balde. O valor do capacitor para que o sistema balde e bloco fique em equilíbrio e a energia dissipada no fio a partir do momento em que o capacitor esteja completamente carregado até o vigésimo segundo são, respectivamente 

Dados:
• U = 100 V;
• resistência total do fio: 32 kΩ; 
• fluxo de água: 200 ml/s;
• massa específica da água = 1 $g/c{m}^3$;
• massa do bloco: 0,8 kg. 

Observações:
• despreze a massa do balde;
• considere o capacitor carregado em um tempo correspondente a cinco vezes a constante de tempo.