Para resolver esta questão, podemos utilizar o Princípio da Superposição (ou a propriedade de linearidade dos circuitos elétricos). Como o circuito é composto apenas por fios e resistores ideais (que obedecem à Primeira Lei de Ohm, V = R \cdot i), as tensões medidas em quaisquer partes do circuito (x e y) são combinações lineares das tensões das fontes de alimentação (c_1 e c_2).
Em termos matemáticos, existe uma transformação linear T(c_1, c_2) = (x, y) que relaciona as entradas e as saídas do circuito. Do enunciado, temos:
- T(5, 10) = (5, 3)
- T(3, 3) = (1, 2)
Queremos determinar o valor de (x, y) = T(2, 1). Para isso, podemos escrever o par (2, 1) como uma combinação linear dos pares (5, 10) e (3, 3):
\alpha \cdot (5, 10) + \beta \cdot (3, 3) = (2, 1)
Isso nos gera o seguinte sistema de equações:
\begin{cases} 5\alpha + 3\beta = 2 \quad \text{(I)} \\ 10\alpha + 3\beta = 1 \quad \text{(II)} \end{cases}
Subtraindo a equação \text{(I)} da equação \text{(II)}, obtemos:
(10\alpha - 5\alpha) + (3\beta - 3\beta) = 1 - 2
5\alpha = -1 \implies \alpha = -\frac{1}{5}
Substituindo \alpha = -\frac{1}{5} na equação \text{(I)}:
5\left(-\frac{1}{5}\right) + 3\beta = 2
-1 + 3\beta = 2 \implies 3\beta = 3 \implies \beta = 1
Pela linearidade do circuito, a saída (x, y) para a entrada (2, 1) deve obedecer à mesma combinação linear:
(x, y) = \alpha \cdot T(5, 10) + \beta \cdot T(3, 3)
(x, y) = -\frac{1}{5} \cdot (5, 3) + 1 \cdot (1, 2)
(x, y) = \left(-1, -\frac{3}{5}\right) + (1, 2)
(x, y) = \left(0, \frac{7}{5}\right)
Portanto, temos x = 0\text{ V} e y = \frac{7}{5}\text{ V}. Calculando o valor pedido pelo enunciado:
5(x + y) = 5\left(0 + \frac{7}{5}\right) = 7\text{ Volts}
Resposta: A