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O fluxo de íons através de membranas celulares gera impulsos elétricos que regulam ações fisiológicas em seres vivos. A figura ao lado ilustra o comportamento do potencial elétrico V em diferentes pontos no interior de uma célula, na membrana celular e no líquido extracelular. O gráfico desse potencial sugere que a membrana da célula pode ser tratada como um capacitor de placas paralelas com distância entre as placas igual à espessura da membrana, d=8 nm. No contexto desse modelo, determine a) o sentido do movimento - de dentro para fora ou de fora para dentro da célula - dos íons de cloro (Ct ) e de cálcio (Ca?), presentes nas soluções intra e extracelular; b) a intensidade E do campo elétrico no interior da membrana; Vimy) 64 interior 1 exterior x dacélula 1 da célula membrana capacitor c) as intensidades Fc, e Fca das forças elétricas que atuam, respectivamente, nos íons C(' e Ca? enquanto atravessam a membrana; d) o valor da carga elétrica Q na superfície da membrana em contato com o exterior da célula, se a capacitância C do sistema for igual a 12 pF. NOTE E ADOTE 1pF=102F. 4nm=10°m. c=qu. Carga do elétron = —1,6 x 10º C.

Uma pequena esfera de isopor, de massa 0,512 g, está em equilíbrio entre as armaduras de um capacitor de placas paralelas, sujeito às ações exclusivas do campo elétrico e do campo gravitacional local. Considerando [z| = 10 mis’, pode-se dizer que essa pequena esfera possui Carga elementar = e = 1,6.10-"%c a) um excesso de 1,0. 1022 elétrons, em relação ao número de prótons. b) um excesso de 6,4. 1012 prótons, em relação ao número de elétrons. c) um excesso de 1,0. 102 prótons, em relação ao número de elétrons. d) um excesso de 6,4. 1022 elétrons, em relação ao número de prótons. e) um excesso de carga elétrica, porém, impossível de ser determinado.

Um aluno, ao estudar Física, encontra no seu livro a seguinte questão: “No vácuo (k = 9.10? Nm?/C?), uma carga puntiforme Q gera, a distancia D, um campo elétrico de intensidade 360 N/C e um potencial elétrico de 180 V, em relação ao infinito”. A partir dessa afirmação, o aluno determinou o valor correto dessa carga como sendo a) 24uC b) 10 uC c) 30nC d) 18nC e) 10nC

Em células humanas, a concentração de íons positivos de sódio (Na*) é menor no meio intracelular do que no meio extracelular, ocorrendo o inverso com a concentração de íons positivos de potássio (K*). Moléculas de proteína existentes na membrana celular promovem o transporte ativo de ions de sódio para o exterior e de fons de potássio para o interior da célula. Esse mecanismo é denominado bomba de sódio- potássio. Uma molécula de proteina remove da célula três íons de Na* para cada dois de K* que ela transporta para o seu interior. Esse transporte ativo contrabalança processos passivos, como a difusão, e mantém as concentrações intracelulares de Nae de K* em níveis adequados. Com base nessas informações, determine a) a razão R entre as correntes elétricas formadas pelos íons de sódio e de potássio que atravessam a membrana da célula, devido à bomba de sódio potássio; b) a ordem de grandeza do módulo do campo elétrico E dentro da membrana da célula quando a diferença de potencial entre suas faces externa e interna é 70 mv e sua espessura é 7 nm; c) a corrente elétrica total 1 através da membrana de um neurônio do cérebro humano, devido à bomba de sédio-potéssio. Note e adote: A bomba de sódio potássio em um neurônio do cérebro humano é constituída por um milhão de moléculas de proteinas e cada uma delas transporta, por segundo, 210 Na’ para fora e 140 K' para dentro da célula Carga do elétron =-1,6x 10 *C