A membrana que envolve uma célula viva consiste em uma parede interna e uma parede externa separadas por um pequeno espaço. Suponha que a membrana atue como um capacitor de placas paralelas no qual a densidade de carga efetiva nas paredes interna e externa tem uma magnitude de
. (a) Qual é a magnitude do campo elétrico dentro da membrana celular?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre a membrana de uma célula, que tem duas paredes separadas por um espacinho. A gente precisa descobrir qual é a intensidade do campo elétrico dentro dessa membrana, pensando nela como um capacitor de placas paralelas. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletricidade estática, especificamente sobre capacitores e campos elétricos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um capacitor de placas paralelas. É um dispositivo formado por duas placas planas e paralelas, com cargas elétricas iguais e opostas em cada placa. O campo elétrico entre as placas é uniforme e pode ser calculado usando a densidade de carga e a permissividade do vácuo.
Passo 3
A densidade de carga, denotada por
, é a quantidade de carga por unidade de área nas placas do capacitor. No nosso caso, foi dada uma densidade de carga de
.
Passo 4
A fórmula para calcular o campo elétrico (
) entre as placas de um capacitor de placas paralelas é:
Onde:
-
é a densidade de carga. -
é a permissividade do vácuo, que vale aproximadamente .
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores na fórmula:
Passo 6
Fazendo a divisão:
Resposta
A magnitude do campo elétrico dentro da membrana celular é aproximadamente
.
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Um recipiente com volume de
é inicialmente evacuado. Depois, ele é completado com
de
. Suponha que a pressão do gás seja baixa o suficiente para obedecer à lei do gás ideal até um alto grau de precisão. Se a velocidade quadrática média das moléculas de gás for 182
, qual é a pressão do gás?
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se o ar for tratado como um gás ideal a
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e uma carga de
C. Ele é colocado em um determinado ponto onde há um campo elétrico. Quando liberado, o objeto experimenta uma aceleração de
na direção do eixo
. Determine a magnitude e a direção do campo elétrico.
Escolha a melhor alternativa justificando claramente sua resposta. Duas esferas condutoras pequenas idênticas estão separadas por
. As esferas mantêm diferentes quantidades de carga e cada esfera possui uma força elétrica atrativa de 10,8 N. A carga total nas duas esferas é de -24 C. As duas esferas agora são conectadas por um fio condutor delgado, que é então removido. A força elétrica em cada esfera é mais próxima de:
A) zero.
B) , atrativa.
C) 3,6 N, atrativa.
D) , repulsiva.
E) 3,6 N, repulsiva.
A) zero.
B)
C) 3,6 N, atrativa.
D)
E) 3,6 N, repulsiva.