Um sistema industrial é constituído por um tanque cilíndrico, com $600$ litros de água e área do fundo $S_1=0,6{\text{m}}^2$, e por um balde, com área do fundo $S_2=0,2{\text{m}}^2$. O balde está vazio e é mantido suspenso, logo acima do nível da água do tanque, com auxílio de um fino fio de aço e de um contrapeso $C$, como indicado na figura. Então, em $t=0\text{s}$, o balde passa a receber água de uma torneira, à razão de $20$ litros por minuto, e vai descendo, com velocidade constante, até que encoste no fundo do tanque e a torneira seja fechada.

Para o instante $t=6$ minutos, com a torneira aberta, na situação em que o balde ainda não atingiu o fundo, determine:

NOTE E ADOTE:

O contrapeso equilibra o peso do balde, quando vazio.

O volume das paredes do balde é desprezível.

1. a) A tensão adicional$\mathrm{\Delta }F$, em $N$, que passa a agir no fio que sustenta o balde, em relação à situação inicial, indicada na figura.
   

2. b) A altura da água $H_6$, em $m$, dentro do tanque.
   

3. c) Considerando todo o tempo em que a torneira fica aberta, determine o intervalo de tempo $T$, em minutos, que o balde leva para encostar no fundo do tanque.