[IME 2021] Um circuito é composto por uma font...

02 IME 2021 - Física

Um circuito é composto por uma fonte de tensão constante que alimenta resistores por intermédio de seis chaves. As chaves estão inicialmente abertas e mudam de estado sequencialmente nas faixas de tempo da tabela até concluir um ciclo completo:

Sequência de mudança de estados das chaves para um ciclo

faixa de tempo	mudança
01	$C h 01$ fecha
02	$C h 01$ abre - $C h 02$ fecha
03	$C h 01$ fecha
04	$C h 01$ e $C h 02$ abrem - $C h 03$ fecha
05	$C h 03$ abre e $C h 04$ fecha
06	$C h 03$ fecha
07	$C h 03$ e $C h 04$ abrem - $C h 05$ fecha
08	$C h 05$ abre e $C h 06$ fecha
09	$C h 05$ fecha
10	$C h 01, C h 02, C h 03, C h 04$ fecham

Diante do exposto, pede-se:

a) a energia fornecida pela fonte, em joules, em $10$ minutos

b) a curva de potência (Watt) em função do tempo (segundo), fornecida pela fonte durante um ciclo completo

c) uma alternativa de configuração do circuito que, com chaves permanentemente fechadas, implica em um consumo de energia desde $t = 0$ até $t = 10$ min igual ao consumo obtido no item a)

Observações: - as chaves são ideais - todas as faixas possuem a mesma duração - o ciclo se repete $10$ vezes por minuto - a mudança de estado das chaves acontece sempre
instantaneamente
no ínicio de cada faixa de tempo - todas as chaves são abertas instantaneamente no final da faixa de tempo $10$