Um sinal nervoso é transmitido através de um neurônio quando um excesso de íons de Na+ (cada um com carga +e) entram subitamente no axônio, uma parte longa e cilíndrica do neurônio. Durante este processo podemos aproximar um axiônio por uma carga pontual contendo um total de
íons de
. Alguns tubarões podem responder à campos elétricos tão fracos quanto
. A que distância, em metros, do axônio o tubarão pode ficar e ainda detectar seu campo elétrico? Use
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um neurônio que transmite sinais nervosos quando muitos íons de Na⁺ entram no axônio. Estamos considerando esse axônio como uma carga pontual com um total de
íons de Na⁺. Sabemos que tubarões conseguem detectar campos elétricos tão fracos quanto
. Nosso objetivo é descobrir a que distância, em metros, o tubarão pode ficar do axônio e ainda sentir esse campo elétrico. Para resolver isso, vamos usar a fórmula do campo elétrico de uma carga pontual.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a carga total
do axônio. Cada íon de Na⁺ tem uma carga de
, onde
. Então, a carga total é:
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula do campo elétrico
de uma carga pontual:
Queremos achar a distância
quando
. Rearranjando a fórmula para resolver
:
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos calcular dentro da raiz:
Agora, tiramos a raiz quadrada:
Resposta
O tubarão pode ficar a aproximadamente 220 metros do axônio e ainda detectar seu campo elétrico.
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Um sinal nervoso é transmitido através de um neurônio quando um excesso de íons de Na+ (cada um com carga +e) entram subitamente no axônio, uma parte longa e cilíndrica do neurônio. Durante este processo podemos aproximar um axiônio por uma carga pontual contendo um total de
íons de
. Qual o campo elétrico que esse fluxo súbito de cargas produz na superfície do corpo se o axônio está
abaixo da pele? Use
.
Uma pequena esfera carregada positivamente tem massa de
e cai do repouso no vácuo de uma altura de
em um campo elétrico vertical uniforme com magnitude de
. A esfera atinge o solo a uma velocidade de
. Determine a carga da esfera. Use a aceleração da gravidade como
e Dê a resposta em C .
Dois elétrons estão, cada um, à uma distância
de um próton. Se as retas que ligam cada elétron ao próton formam um ângulo de
rad entre si, ache a magnitude da força elétrica em Newtons que os elétrons exercerão no próton. Use
.
HALLIDAY-VOL
EDIÇÃO - CAPÍTULO 21 - PROBLEMA 15
As cargas e coordenadas de duas partículas mantidas fixas no plano xy são e
. Determine (a) o módulo e (b) a direção da força eletrostática que a partícula 1 exerce sobre a partícula 2. Determine também © a coordenada x e (d) a coordenada y de uma terceira partícula de carga
para que a força exercida sobre ela pelas partículas 1 e 2 seja nula. (Respostas © e (d) no livro estão erradas
As cargas e coordenadas de duas partículas mantidas fixas no plano xy são