Questão 23736

(AFA - 2018)

Quando necessário use: 

- Acelereação da gravidade: g = 10 m/s2;

- sen 19° = cos 71° = 0,3;

- sen 71° = cos 19° = 0,9;

- Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0·108 m/s;

- Constante de Planck: h = 6,6·10-34 J·s;

- 1 eV = 1,6·10-19 J;

- Potencial elétrico no infinito: zero.

SECA VIRA TEMA DE EXCURSÃO E AULA DE CIÊNCIA EM ESCOLAS

Thais Bilenky de São Paulo 26/10/2014 02h00

(...) Como no Vera Cruz, a crise da água tem motivado atividades em diversos colégios da cidade. Na rede municipal, 34 escolas ficaram sem água na semana passada.

A Secretaria de Educação diz que incentiva debates sobre o tema e sua inclusão em projetos interdisciplinares.

Nas escolas particulares, problemas de abastecimento não são comuns. A falta de água é abordada para efeito pedagógico – como no colégio Rio Branco, que tem promovido bate-papos e estudos. (...)

Disponível em: www1.folha.uol.com.br/cotidiano. Acesso em: 14 fev. 2017.

Motivado pelo trecho do artigo acima exposto, um professor de física lançou um desafio para os alunos do 3º ano em uma escola onde, frequentemente, falta água. Tal desafio consistia em determinar o volume d’água em um reservatório de difícil acesso.

Para a determinação deste volume d’água os alunos deveriam utilizar somente um circuito elétrico constituído de um voltímetro ideal V, uma bateria de fem igual a 12 V e resistência interna igual a 1Ω, além de um resistor ôhmico R igual a 2Ω e um reostato AB, feito de material de resistividade elétrica constante, cuja resistência elétrica pode variar de 0 a 4Ω, de acordo com a posição da boia que é ajustada pela altura do nível d’água do reservatório. Depois de algum tempo, os alunos apresentaram o projeto ao professor, conforme esquematizado na figura a seguir.

De acordo com o projeto, o volume d’água no reservatório pode ser calculado por meio da ddp nos terminais da bateria, registrada pelo voltímetro. Sendo a capacidade máxima deste reservatório igual a 20 m3, desconsiderando as resistências elétricas dos fios de ligação que estão isolados e o atrito do suporte da boia com o reostato, quando o voltímetro indicar 9,0 V, o volume d’água neste reservatório será, em m3, igual a: