Caiu no vestibular

Olá pessoal. Hoje escolhemos um exercício da Fuvest. Tente resolver, no sábado, dia 4, publicaremos a resolução.

O tanque, o balde e a torneira aberta

(FUVEST)
Um sistema industrial é constituído por um tanque cilíndrico, com 600 litros de água e área de fundo S₁ = 0,6 m², e por um balde, com área do fundo S₂ = 0,2 m². 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 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:

a) A tensão adicional ΔF, em N, que passa agir no fio que sustenta o balde, em relação à situação inicial, indicada na figura.
b) A altura da água H₆, em m, dentro do tanque.
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.

Note e adote:
O contrapeso equilibra o peso do balde, quando vazio.
O volume das paredes do balde é desprezível.