Tekanan elektrostatik apa itu dan apa karakteristiknya

Tekanan elektrostatik apa itu dan apa karakteristiknya

Dunia Listrik Menyenangkan. Dari fungsi baterai hingga emisi neuron di dalam tubuh manusia, rangkaian fenomena fisik yang terkait dengan keberadaan dan aliran muatan memungkinkan kita, seperti yang hidup, pikirkan, bergerak dan ada.

Pada tingkat sosial, listrik juga memberi kita sejumlah besar sumber daya: transportasi, pencahayaan, pendingin udara dan komputasi, yang segera dikatakan.

Sangat penasaran untuk mengetahui hal itu Semua sel hidup tubuh kita memiliki muatan listrik sendiri. Karena konsentrasi garam berbeda di lingkungan intraseluler dan ekstraseluler (kalsium, klorin, natrium, kalium, dll.) Muatan listrik dan perbedaan potensial, istilah yang dikenal sebagai "potensial membran" ditetapkan antara kedua cara ".

Variasi potensial membran dalam sel tubuh. Seperti yang Anda lihat, listrik jauh melampaui baterai: tetap bersama kami dan Cari tahu segalanya tentang tekanan elektrostatik.

  • Artikel Terkait: "Stimulasi Listrik Transkranial: Definisi dan Aplikasi"

Apa basis elektrostatik?

Elektrostatik didefinisikan sebagai cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari efek timbal balik yang terjadi di antara tubuh sebagai konsekuensi dari muatan listrik mereka. Semua objek di Bumi terdiri dari atom, unit konstituen minimal materi dengan sifat -sifat elemen kimia. Saat istirahat, beban positif nukleus atom (99,94% dari total berat) seimbang dengan negatif elektron di sekitarnya, sehingga dianggap bahwa objek sedang istirahat.

Saat atom kehilangan atau mendapatkan elektron, ia memperoleh muatan listrik positif atau negatif. Dengan konvensional umum, ketika sebuah atom kehilangan satu atau lebih elektron, itu dianggap "dimuat secara positif" (karena proton memiliki beban positif dan lebih banyak jumlahnya daripada elektron negatif), sedangkan jika atom mengintegrasikan elektron, kebetulan memiliki beban negatif. Dari sini, keduanya disebut ion, apakah ini positif atau negatif.

Ketika atom atau molekul memperoleh beban, secara otomatis menjadi dipengaruhi oleh medan elektromagnetik dan menghasilkannya dengan sendirinya. Berdasarkan premis ini, kita dapat menggambarkan banyak fenomena biologis, seperti tautan kimia. Misalnya, ikatan ionik, yang terdiri dari transmisi elektron atom logam (kurang elektronegatif) ke arah non -metalik (lebih elektronegatif).

Apa tekanan elektrostatik?

Memasuki tepung, kami takut bahwa kami tidak dapat memberi Anda definisi yang sangat tepat tentang istilah ini, karena tampaknya sedikit tidak digunakan dalam komunitas ilmiah. Beberapa portal menggunakan kata "tekanan elektrostatik" untuk menunjuk gaya listrik dari tarik atau tolakan antara partikel dengan muatan listrik yang berbeda atau identik, masing -masing.

Jika kami menyambut istilah ini, kami akan melihatnya Yang paling benar untuk merujuk pada fenomena elektrostatik ini adalah "gaya listrik". Gaya listrik atau tekanan elektrostatik kemudian akan menjadi gaya yang muncul di antara dua atau lebih beban, yang modulnya tergantung pada nilai beban dan jarak yang memisahkannya (dan tanda tergantung pada setiap beban). Konglomerat terminologis ini dapat diringkas pada titik -titik berikut:

  • Atom atau molekul yang dimuat mengalami gaya tarik atau tolakan saat mendekat. Dua ion dengan beban yang sama ditolak, tetapi jika satu positif (+) dan negatif lainnya (-) mereka mendekati.
  • Nilai gaya atau tekanan elektrostatik sebanding dengan produk dari nilai bebannya.
  • Di sisi lain, nilai gaya ini berbanding terbalik dengan kuadrat dari jarak yang memisahkan atom yang dimuat dan bekerja ke arah garis yang menyatukan mereka.

Hari ini, Aplikasi ini diselesaikan di bidang fisika termasuk di bawah payung hukum Coulomb, Dipicu oleh fisikawan Prancis Charles-Augustin de Coulomb pada 1785. Aplikasi ini dapat dikumpulkan dalam formula berikut:

Dalam rumus ini, F mengacu pada gaya listrik total atau tekanan elektrostatik, k adalah konstanta Coulomb, Q1 dan Q2 adalah nilai -nilai beban atom yang dikutip (dalam kulombio) dan R jarak antara kedua beban dalam meter ke Kotak itu. Sebagai suatu titik, harus dicatat bahwa unit "Coulomb" atau "Culombio" didefinisikan sebagai jumlah beban yang diangkut dalam satu detik dengan arus amperium arus listrik arus listrik.

Hasil yang diinginkan (f) mewakili gaya tarik atau tolakan di newton antara kedua atom atau molekul yang dimuat secara elektrik. Tenaga listrik atau tekanan elektrostatik adalah besarnya vektor, jadi, selain menghitung modul, arah dan arahnya juga harus diperkirakan. Jika kita hanya memiliki dua atom yang dipertaruhkan, arah gaya listrik akan sejalan dengan saluran yang bergabung dengan kedua beban. Di sisi lain, tergantung pada tanda atom, artinya dapat menjadi daya tarik (+/-) atau tolakan (+/+,-/-).

Berdasarkan semua tempat ini, Anda bisa mendapatkan serangkaian kesimpulan sejelas menarik: Memuat dengan tanda yang sama mengalami gaya listrik yang cenderung memisahkannya, beban tanda yang berbeda menderita kekuatan yang cenderung bersatu Dan, semakin dekat atom yang dimuat, modul gaya listrik dari tarik atau tolakan lebih besar.

  • Anda mungkin tertarik: "Potensi aksi: Apa itu dan apa fase -fase itu?"

Keterbatasan Hukum Coulomb

Meskipun ada revolusi pada zamannya dan terus berlaku hari ini, perlu dicatat bahwa Hukum Coulomb juga melaporkan keterbatasan tertentu. Di antara mereka, kami menemukan yang berikut:

  • Beban harus menghadirkan distribusi bola simetris.
  • Beban tidak boleh tumpang tindih.
  • Beban harus diam tentang yang lain.
  • Untuk jarak yang sangat kecil (dari urutan ukuran atom), gaya elektrostatik terlampaui oleh orang lain, seperti gaya nuklir yang kuat atau lemah.

Utilitas biologis tekanan elektrostatik

Fakta bahwa ada atom positif dan negatif tidak hanya berguna di tingkat pengetahuan. Sebagai contoh, ion sangat penting dalam fungsi sistem biologis, baik pada tingkat otot dan neurologis dan semua pekerjaan organik. Mari kita lihat kasus tertentu di mana potensi listrik diubah menjadi tindakan nyata.

Saat otot diam, kekuatan ketertarikan antara aktin dan myosin yang menyusunnya dihambat. Jika kita mengembangkan keinginan untuk melakukan gerakan tertentu (seperti mengerutkan kening), kita memancarkan pada tingkat otak potensi aksi (gelombang kejut listrik) yang bergerak dengan sinapsis neuron ke membran neuron motorik (sepeda motor) yang terkait dengan otot itu yang ingin kami kontrak.

Potensi listrik ini menyebabkan motoneurone. Perubahan potensial membran pada permukaan otot ini memungkinkan pembukaan saluran yang bergantung pada ion di dalam sel, Apa yang diterjemahkan menjadi input besar -besaran ion kalsium (Ca 2+) setelah serangkaian langkah, mengubah konformasi aktin otot dan myosin dan memungkinkan kontraksi.

Ringkasan

Seperti yang Anda lihat, tekanan elektrostatik atau kekuatan listrik ada di mana -mana. Listrik tidak hanya memodulasi perilaku bohlam atau tumpukan, tetapi, dalam arti kata yang paling luas, tetapi juga memungkinkan kita untuk mengirimkan sinyal saraf ke semua bagian tubuh kita dan merespons rangsangan lingkungan dengan cara yang paling efektif.

Pada akhirnya, semuanya adalah permainan beban: atom atau molekul dengan beban yang sama ditolak, sedangkan yang dengan beban berbeda tertarik, idealnya dengan gaya linier yang akan lebih besar, semakin dekat kedua tubuh keduanya. Dengan premis -premis ini, kita dapat menggambarkan hubungan seperti ionik dan kovalen atau potensi membran sel, oleh karena itu, kehidupan itu sendiri dan organisasi atom makhluk hidup. Tanpa ragu, tanpa listrik kita bukan apa -apa.