S_13 PROBLEMAS ELECTROMAGNETISMO-1

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ESTOMATOLOGIA 
13_S BIOFISICA: PRACTICA DE PROBLEMAS
 ELECTROMAGNETISMO 
1. Comparar la fuerza de repulsión entre dos protones separados 50 nm: a) en el vacío; b) en el agua (e = 80); c) en 
una membrana lipídica (e = 2,5). 
Resultados: a) 9.2´10-14 N; b) 0.1´10-14 N; c) 4.1´10-14 N. 
2. Un axón se puede aproximar como un cilindro largo de 10-5 m de diámetro y 2 ohm.m de resistividad. ¿Cuál es la 
resistencia de un axón de estas características y de 0,3 m de longitud? ¿Qué longitud debería tener un cable de cobre 
del mismo diámetro para tener la misma resistencia? (Resistividad del cobre, 1.72´10-8 ohm · m.) 
Resultados: a) 7.64´109 ohm; b) 3.49´107 m. 
3. El campo magnético a 1,2 mm de distancia de un axón durante el paso de una señal nerviosa alcanza 1.1´10-10 T. 
Calcular el valor máximo aproximado de las corrientes correspondientes. Resultado: 0.66 µA. 
4. Evaluar el número de axones en la columna vertebral humana si el axón medio tiene 10 µm. de diámetro y la 
columna vertebral tiene 1 cm. de diámetro. 
Resultado 10 6 axones 
5. Calcular la resistencia del axoplasma de un segmento de axón sin mielina de 1 cm. de longitud y 2 µm. de radio. 
Resultado 1.59´109 W 
6. Una membrana tiene una diferencia de potencial de 90mV entre sus dos lados. ¿Qué carga por metro cuadrado hay 
en cada lado si a) posee mielina, b) no tiene mielina? 
Resultados a) con mielina r = 4.5´10-6 C/m2 b) sin mielina r = 9´10-4 C/m2 
7. Hallar el potencial de equilibrio a 37° C para un ion de carga +e si sus concentraciones fuera del axón y en el 
interior del mismo valen respectivamente 160 moles/m3 y 10 moles/m3 
8. Fuerzas en una molécula de ADN. En una reacción química, los dos extremos de una molécula de ADN de 2.45 
µm de longitud adquieren sendas cargas de valor + e y – e, respectivamente. ¿Cuál será la fuerza entre los dos extremos 
de la molécula? 
9. Canal iónico. Un canal ionico se abre durante 1 ms y permite el paso de 11000 iones de potasio con ionización 
simple. La diferencia en el potencial en el canal iónico es de 80 mV. a) ¿Cuál será la resistencia del canal iónico? b) 
El canal iónico puede modelarse como un cilindro de 6.0 nm de longitud y 0.35 nm de diámetro. ¿Cuál será la 
resistividad del fluido que llena el canal? c) ¿con que tasa se disipa la energía mientras están fluyendo los iones? 
10. Tomografía PET. La tomografía por emisión de positrones (PET) genera imágenes de los tejidos del cuerpo 
detectando los rayos gamma producidos cuando los electrones y positrones se aniquilan. (Los positrones provienen 
de radioisótopos con tiempos de vida cortos introducidos en el paciente). ¿Cuál es la energía de dichos rayos gamma? 
11. Umbral de la visión humana. a) Estime el número de fotones emitidos por segundo por una bombilla de 100 W, 
suponiendo que se emiten fotones con una longitud de onda situada en mitad del espectro visible, a 550 nm. b) Una 
persona apenas puede ver esta bombilla desde una distancia de 800 m. con el diámetro de la pupila dilatado hasta 7.5 
mm. ¿Cuántos fotones por segundo están entrando en la pupila?