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 .
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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