AFA - circuito e reservatorio

Para determinar o volume de água em um reservatório os alunos criaram um circuito elétrico constituido de um voltimetro ideal V, uma bateria de fem igual a 12V e resistencia interna igual a 1Ω, além de um resistor ohmico 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 bóia. Que é ajustada pela altura do nível da d'agua. depois de algum tempo os alunos apresentaram o projeto ao professor como esquematizado.





De acordo com o projeto, o volume d'agua pode ser calculado por meio da ddp nos terminais da bateria, registrada pelo voltimetro. Sendoba capacidade máxima deste reservatório igual a 20m^3, desconsiderando as resistencias eletricas dos fios e tudo mais. Quando o voltimetro indicar 9V, o volume de agua no reservatorio, em m^3 será de :

a) 15
b) 12
c) 6
d) 5

Para U = 9 V --- U = E - r.i ---> 9 = 12 - 1.i ---> i = 3 A

A ddp no resistor R = 2 Ω vele: U(R) = 2.3 = 6 V

Sobra para o reostato Re uma tensão U(Re) = 12 - 3 - 6 = 3 V

Re = U(Re)/i ---> Re = 1 Ω

Para h = 0 ---> Re(0) = 0
Para h = 4 m ---> Re(4) = 4 Ω

Facilmente se vê, que para Re = 1 ---> h = 1 m (altura da água)

Área da base do cilindro: V = S.H ---> 20 = S.4 ---> S = 5 m²

v = S.h ---> v = 5.1 ---> V = 5 m³

Muuito Obrigado mestre Elcioshin, estava me embananando, não sabia por onde começar, sua resolução clareou demais.