FUVEST DISCURSIVAS - 2022 - Questão F001

\BEGIN{CENTER} \HRULEFILL \BEGIN{LARGE} F01 \END{LARGE} \BEGIN{FOOTNOTESIZE} DIVERSOS PROCESSOS CELULARES PRESENTES NO CORPO HUMANO ENVOLVEM FENOMENOS ELETRICOS. UM DOS MAIS IMPORTANTES E O FATO DE UMA MEMBRANA CELULAR, QUE SEPARA O INTERIOR CELULAR DO EXTERIOR, APRESENTAR UM ACUMULO DE ANIONS (CARGAS NEGATIVAS) E CATIONS (CARGAS POSITIVAS) NAS SUPERFICIES INTERNA E EXTERNA, RESPECTIVAMENTE, O QUE RESULTA NO SURGIMENTO DE UMA DIFERENCA DE POTENCIAL U AO LONGO DA MEMBRANA. CONSIDERE QUE U CRESCE LINEARMENTE DE 0 A U_0 NA REGIAO ENTRE X = 0 E X = D, COMO MOSTRA A FIGURA. \BEGIN{CENTER} \END{CENTER} A) INDIQUE O SENTIDO DO VETOR CAMPO ELETRICO NO INTERIOR DA MEMBRANA (SE ESTA APONTANDO PARA O INTERIOR OU PARA O EXTERIOR DA CELULA). JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA. B) OBTENHA O MODULO DO CAMPO ELETRICO (EM V/M) CONSIDERANDO QUE A MEMBRANA TENHA ESPESSURA D = 64 \TEXT{\AA} E QUE U_0 = 0,08 V. C) SUPONDO AGORA UMA MEMBRANA EM QUE O CAMPO ELETRICO TENHA INTENSIDADE 10^7 V/M, ENCONTRE A RAZAO F_E/F_G, EM QUE F_E E O MODULO DA FORCA ELETROSTATICA E F_G E O MODULO DA FORCA GRAVITACIONAL, AMBAS EXERCIDAS SOBRE UM ION MONOVALENTE LOCALIZADO NA REGIAO 0 < X < D, CONFORME A FIGURA. \BEGIN{TCOLORBOX}[HBOX] \BEGIN{SCRIPTSIZE} NOTE E ADOTE: 1 \TEXT{\AA} = 10^{-10} M CARGA DE UM ION MONOVALENTE = 1,6 X 10^{-19} C. CONSIDERE, PARA EFEITOS DE CALCULO DESTA QUESTAO, A MASSA DE UM ION COMO 10^{-30} KG. ACELERACAO DA GRAVIDADE: G = 10 M/S^2. \END{SCRIPTSIZE} \END{TCOLORBOX} \HRULEFILL \END{FOOTNOTESIZE} \END{CENTER} \BEGIN{CENTER} \END{CENTER}