Física em Ciências Biológicas - Ondas

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DISCIPLINA DE FÍSICA GERAL 
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Profª. Marcela de Oliveira
ELETRICIDADE 
O conhecimento dos fenômenos elétricos é importante para uma 
melhor compreensão dos processos físicos e químicos que 
caracterizam a vida. 
CARGAS ELÉTRICAS
 Todos os corpos contêm muitas cargas elétricas. “A carga elétrica é uma
propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria, ou seja,
é uma propriedade associada à própria existência destas partículas”.
 A grande quantidade de cargas que existem em qualquer objeto geralmente não
pode ser observada porque o objeto contém quantidades iguais de dois tipos de
cargas: cargas positivas e cargas negativas.
 Objeto eletricamente neutro: equilíbrio de cargas = carga total zero
 Objeto eletricamente carregado: carga total ≠ zero
OS OBJETOS ELETRICAMENTE CARREGADOS INTERAGEM 
EXERCENDO FORÇAS UNS SOBRE OS OUTROS
CARGA ELÉTRICA (Q)
Q = ± n.e
Q= carga; n= número de elétrons; e= carga do elétron
 Corrente elétrica é a taxa de variação com o tempo (dq/dt) da carga que passa por um ponto
ou região do espaço:
𝑖 =
𝑑𝑞
𝑑𝑡
𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
Ce
1910602191  .
CONDUTORES E ISOLANTES
1. Os condutores são materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se livremente 
cobre, alumínio, prata.
2. Os isolantes são materiais que não transportam, com facilidade, cargas elétricas  vidro,
borracha, madeira...
3. Semicondutores a facilidade de transporte de carga é intermediária  silício, germânio,
arseneto de gálio.
 Quando um condutor está ligado à terra por um fio metálico diz-se que o condutor está a um
potencial nulo.
Eletrificação de um condutor por indução:
Borracha
a b c d
FORÇAS ELÉTRICAS
LEI DE COULOMB
 A força que se refere a lei de coulomb é a força que existe entre duas cargas. 
 A força elétrica (Fe) entre duas pequenas esferas carregadas é proporcional ao
inverso do quadrado da distância d de separação entre elas.
 𝐹𝑒 ∝
1
𝑑2
𝐹𝑒= 𝐾
|𝑞1|| 𝑞2|
𝑑2
onde K = 8,99x109 Nm2/C2 é chamada de
constante de Coulomb, ou constante eletrostática. 
𝐾 =
1
4𝜋𝜖0
onde ɛ0 = 8,85x10
-12C2/Nm2 é a permissividade
LEI DE COULOMB
• A força é uma grandeza vetorial.
• A força elétrica de q1 sobre q2, F21
• A lei de Coulomb verifica a terceira lei de Newton:
^
r
r
qq
KF
2
21
21 

Vetor unitário dirigido de q1
para q2
2112

 FF
Mesmo módulo
A força resultante sobre qualquer das cargas é igual à soma vetorial das forças devidas às 
cargas individuais.
q1 e q2 mesmo sinal
q1 q2 > 0
FORÇA REPULSIVA
q1 e q2 sinais opostos 
q1 q2 < 0
FORÇA ATRATIVA
1413121

 FFFF
CAMPO ELÉTRICO
 Uma distribuição de cargas elétricas cria em torno de si um campo elétrico 𝐸, com linhas
de campo:
CAMPO ELÉTRICO
 O vetor campo elétrico num ponto do espaço define-se como a força elétrica
que atua sobre uma carga de prova positiva colocada nesse ponto, dividida pelo
módulo dessa carga de prova q0:
0q
F
E



FIQUE !!!!!
E NA BIOLOGIA....
 Excesso de íons nos lados externo e interno da superfície celular,
e às diferenças entre concentrações iônicas no interior da célula
e no meio extracelular.
 Energia metabólica para manter esse processo.
 O interior da célula esta separado do seu externo por uma
membrana celular.
 Mantém as diferenças de composição entre as soluções.
POTENCIAL DE REPOUSO
EXERCÍCIOS –AULA 05 - ELETRICIDADE
1. Considere um campo elétrico uniforme de intensidade E=5x106N/C. Calcule: a) A variação ΔV do
potencial elétrico quando um elétron se desloca entre dois pontos separados por uma distância
d=6x10-9m. b) A variação da energia potencial (ΔU) desse elétron.
2. Cerca de 106 íons de Na+ penetram numa célula nervosa num intervalo de 1ms, atravessando sua
membrana. A área da membrana é aproximadamente 6x10-10m2. Calcule a intensidade de corrente
elétrica e a densidade média de corrente elétrica através da membrana.
3. Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor igual a 3,2x10-4 C. Sendo a carga do
elétron igual a 1,6x10-19 C, pode-se concluir que a esfera contém quantos elétrons?
4. Um corpo possui 5x1019 prótons e 4x1019 elétrons. Considerando a carga elementar e= 1,6x10-19 C,
qual a carga desse corpo?
5.Considere duas partículas carregadas respectivamente com +2,5 µC e -1,5 µC, dispostas conforme
mostra a figura. Qual a intensidade da força atuante?