Neurônios são as unidades básicas do sistema nervoso. Eles contém uma estrutura tubular longa chamada de axônio que propagam sinais elétricos para longe das extremidades dos neurônios. Os axônios contém uma solução formada por íons de potássio (K+) e grandes íons orgânicos negativos. Sua membrana impede que esses grandes íons escapem, mas permite que, em certa medida, os íons de K+ penetrem. Isso deixa uma excesso de cargas positivas na superfície interna da membrana do axônio e um excesso de carga positiva na sua superfície externa. Isso produz uma diferença de potencial que previne os íons de K+ de escaparem. Se essa diferença de potencial é de
, a espessura da membrana do axônio é de
e modelando a membrana como sendo formada por duas folhas carregadas com cargas opostas, calcule o campo elétrico em N/C dentro da membrana assumindo que esta é preenchida com ar.
Passo 1
O enunciado diz que a membrana do axônio pode ser modelada como duas folhas carregadas com potencial entre elas de
e separadas por uma distância
. Como o interior da membrana se comporta como ar (ou vácuo relativo), o campo elétrico entre as placas é uniforme.
Passo 2
Em um campo elétrico uniforme, a diferença de potencial
entre as placas está relacionada ao módulo do campo
e à separação
por
Passo 3
Isolando
e substituindo os valores fornecidos,
Resposta
O campo elétrico dentro da membrana vale aproximadamente
.