FLUIDADr. Siswidiyati, S.Ked

Wujud zat

padat

cair

gas

fluida

Adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika di tekan

Yang termasuk fluida : zat cair dan gas

FLUIDA = zat alir

Zat cair GAS

- Molekul terikat secara longgar tapi berdekatan- Tekanan yang terjadi karena gaya grafitasi- Tekanan terjadi tegak lurus bidang

- Molekul bergerak bebas dan saling bertumbukan- Tekanan akibat tumbukan antar molekul- Tekanan terjadi tidak tegak lurus bidang

•Fluida tidak bergerak (diam)•Makin dalam menyelam, tekanan >, kapal laut mengapung, nyamuk hinggap di permukaan air

Fluida Statis

(hidrostatis)

•Fluida bergerak (mengalir)•Menyiram tanaman dengan selang, burung dan pesawat terbang di udara

Fluida dinamis (hidrodinamis)

Massa jenis, tekanan dan tekanan hidrostatis p = m/vMassa jenis = p (rho)Massa = mVolume = v Satuan dalam SI kg/m3

tekanan

Pengertian tekananTekanan adalah besarnya gaya tekan tiap satuan luas bidang tekan. Tekanan yang diberikan pada suatu fluida adalah perbandingan gaya yang bekerja pada fluida terhadap luas permukaan.Tekanan adalah skalar (N/m2) atau Pascal (Pa).

Tekanan = gaya dibagi luas P = F/A----- F dalam N, A dalam m2

Tekanan berbanding terbalik dengan luas bidang dimana gaya bekerja

tekanan

Jika gaya yang bekerja sama, luas bidang yang kecil akan mengalami tekanan yang lebih besar

Tekanan yang besar lebih mudah merusak bidang daripada tekanan yang kecil

Satuan tekanan

Satuan SI = N/m2 ~ Blaise Pascal (Pa)

Untuk keperluan cuaca digunakan satuan atmosfer (atm), cmHg atau mmHg dan milibar (mb)

Konsep tekanan

KELOMPOK 1 Seorang wanita dengan berat 450 N

menggunakan sepatu hak tinggi dengan ukuran hak adalah ½ cm x ½ cm. Tentukan tekanan yang diberikan wanita pada lantai ketika ia melangkah dan seluruh berat badannya ditumpu oleh salah satu sepatunya

KELOMPOK 2 Seorang pria dengan berat 800 N,

menggunakan sepatu dengan ukuran alas sepatu adalah 8 cm x 25 cm. Tentukan tekanan yang diberikan pria pada lantai ketika ia melangkah dan seluruh berat badannya ditumpu oleh salah satu sepatunya

KELOMPOK 3 Seorang wanita yang mempunyai massa 50 kg meletakkan seluruh berat badannya pada salah satu hak sepatunya ketika berjalan di atas lantai kayu. Luas alas hak sepatunya 1 cm2 Seekor gajah bermassa 1 ton (1000 kg) meletakkan seluruh berat badannya pada kedua kakinya ketika berjalan di atas lantai kayu. Luas alas tiap kakinya adalah 250 cm2.Manakah yang lebih merusak lantai kayu- wanita atau gajah? (g=10 m/s2)

DISKUSI ?????

Tekanan hidrostatis

Gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke bawah

Makin tinggi zat cair dalam wadah, makin berat zat cair, semakin besar tekanan yang dikerjakan zat cair pada dasar wadah

Tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri tekanan hidrostatis

Luas yang diarsir pxl, terletak di kedalaman h di bawah permukaan zat cair (massa jenis=p)

Volum zat cair dalam balok p x l x h

Massa zat cair dalam balok ???

m = p x Vp x p x l x h

Berat zat cair dalam balok

F = m x g = p x p x l x h x g

Tekanan pada alas bidang

Ph = F/A= p x p x l x h

x g p x l= p x g x h

Jadi tekanan hidrostatis zat cair (Ph) = pgh

FLUIDA

Statika fluidaTekanan hidrostatik adalah tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak. Besarnya Ph=ghDimana 1atm=76 cmHg=1,013x105N/m2

FLUIDA

Statika fluidaTerapung, jika b<fMelayang, jika b=fTenggelam, jika b>f

FLUIDA

Statika fluidaUntuk menghitung tekanan pada suatu titik di bawah permukaan zat cair, ingatlah ada tekanan atmosfir.P = Patm+ gh----- dimana =m/v

P = F/A = m.g/A=vg/A=hAg/A= ghStatika fluida mengacu hukum Pascal dan Archimides.

FLUIDA

Statika fluidaHukum Pascal :Suatu perubahan tekanan dalam suatu fluida yang terkurung diteruskan tanpa perubahan ke segala tempat dalam fluida, pada kedalaman sama maka tekanannya juga sama. Semakin dalam maka tekanan semakin besar.

FLUIDA

Statika fluidaHukum Archimides :Gaya angkat yang mendesak sebuah benda yang terendam sebagian atau seluruhnya dalam suatu fluida = berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

FLUIDA

Statika fluidaHukum Archimides :

FLUIDA

Statika fluidaTekanan hidrostatik adalah tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak.

Tekanan hidrostatis tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri

Besarnya Ph=ghDimana 1atm=76 cmHg=1,013x105N/m2

FLUIDA

Statika fluidaTerapung, jika b<fMelayang, jika b=fTenggelam, jika b>f

FLUIDA

Statika fluidaKapilaritas :Adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair pada pipa kapiler.Pada peristiwa air raksa terjadi gaya adhesi dan kohesi.Adhesi : gaya tarik menarik antar partikel tidak sejenisKohesi : gaya tarik menarik antar partikel sejenis

FLUIDA DINAMIS

Dinamika FluidaDebit aliranAdalah banyaknya volume fluida yang mengalir tiap satuan waktu. = v/t = A.vPersamaan kontinuitasDebit aliran fluida pada suatu pipa di setiap titik selalu tetap.A1.v1=A2.v2

FLUIDA

Dinamika FluidaHukum Bernoullip+½v2+gh=konstanHukum Poiseuille

r4PV = --------

8LPada hukum Bernoulli, ½v2 mirip dengan energi kinetik, yang melukiskan energi kinetik per satuan volume fluida.

FLUIDA

Dinamika FluidaMaka kecepatan aliran fluida akan meningkat dari pipa besar ke pipa kecil, sebab energi kinetik pipa kecil > pipa besarSekarang aplikasi ke pembuluh darah.Di pembuluh darah terdapat 2 aliran yaitu aliran laminer dan turbulen.

FLUIDA

Dinamika FluidaAliran laminer atau aliran berbentuk garis lurus, sering dialami oleh darah dalam pembuluh darah, tetapi bila kecepatan > karena vasokonstriksi atau adanya respon alergi, pengaruh hormon vasokonstriktor dan efek syaraf otonom maka akan terjadi aliran turbulen, bahaya bisa terjadi bleeding dan infark

FLUIDA

Dinamika FluidaDisamping itu terjadinya bunyi jantung karena ada aliran turbulensi. Menurut Osborne Reynold (1883) kecepatan kritis (Vc) = viskositas () dan berbanding terbalik terhadap () dan r Vc =K--- bila pembuluh darah terikat

.r maka Vc menjadi kecil.

FLUIDA

Dinamika FluidaApabila terjadi obstruksi, maka debit (flow rate) menjadi kecil. Pada daerah yang menyempit mengalami aliran turbulensi sebagai respon untuk meningkatkan flow rate.

F/AViskositas =-----

v/lDebet ( flow rate) volume cairan yang mengalir tiap detiknya.Karena panjang dan kekentalan darah sese-orang relatif sama, maka kecepatan aliran darah tergantung pada tekanan dan jari-jari.

FLUIDA

Dinamika FluidaPembuluh darah merupakan sistem tertutup yang membawa darah dari jantung ke jaringan. Aliran darah bisa mengalir karena adanya :1) daya pompa jantung, 2) diastolic recoil dari dinding arteri, 3) daya pompa otot dan tekanan (-) thorak saat inspirasi.Otot polos pembuluh darah disyarafi oleh saraf simpatis (nor-adrenegik) yang mengeluarkan adrenalin yang vasokonstriksi dan parasimpatis (colinergik) yang menghasilkan asetilkolin untuk vasodilatasi.

FLUIDA

Dinamika FluidaEfek L terhadap debet Semakin panjang, maka tahanan sema-kin besar sehingga debet semakin kecil.Efek terhadap debetSemakin kecil , maka semakin kecil debetnya.Efek terhadap debetSemakin kental, gesekan >, maka tahanan >, sehingga kecepatan <, debet <

ALIRAN ZAT CAIR MELALUI PEMBULUH DARAH

FA

P1 P2

Hukum Poiseuille : Cairan yang mengalir melalui suatu pipa kecepatannya berbanding lurus dengan penurunan tekanan dan pangkat empat jari-jari

Makin ke tengah kecepatan mengalir makin besar, dengan adanya gaya (F) yang bekerja pada penampang A (P=F/A) maka kecepatan aliran berbentuk parabola

Hukum Poiseuille cairan yang mengalir mell suatu pipa berbanding langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat jari-jari pipa

Flow rate = tekanan/tahanan

Hukum Poiseuille berguna untuk menjelaskan mengapa pada penderita usia lanjut mengalami pingsan (tekanan darah meningkat); daerah akral suhunya dingin

Hasil Rumus Poiseuille

Aorta Kapiler Vena cava

KecepatanKecepatan

30 cm/s

1 mm/sec

5 cm/s

3 cm2LuasLuas

600 cm2

18 cm2

Pertukaran O2 dan CO2

Tahanan terhadap debit zat cair Efek panjang Pembuluh Terhadap debit

Makin panjang pembuluh, diameter sama, zat cair akan mendapat tahanan semakin besar, maka debit zat cair akan lebih besar pada pembuluh yang pendek.

Panjang = 3

Panjang = 2

Panjang = 1

1 ml/min

2 ml/min

3 ml/min

• Efek diameter pembuluh

Kecepatan aliran zat cair makin cepat pada diameter yang pembuluhnya makin besar

d = 1

1 ml/min

d = 216 ml/min

d = 3256 ml/min

Efek kekentalanSemakin kental zat cair semakin besar tahanan

terhadap dinding pembuluh, sehingga dapat ditentukan konsentrasi sel darah merahnya.

air

1 cm

plasma

1,5 cm

darah

3,5 cm

Pada darah normal kekentalan 3,5 kekentalan air.Kekentalan 1 ½ kali diatas normal kekentalan 2 kali air.Kekentalan 70 kali di atas normal kekentalan 20 kali air

Note :

Efek tekanan terhadap debitAliran air mengalir dari tekanan tinggi ke

rendah.

Aliran air sebanding terhadap perbedaan tekanan

1 ml/min 2 ml/min 3 ml/min

BUNYI JANTUNG

Stetoskop vibrasi jantung dan pembuluh darah besar

Karena aliran laminer dan turbulensi.

Hubungan EKG, bunyi jantung, ventrikel kiri dan tekanan aorta

Tekanan aorta

Tekanan ventrikel

Suara jantung

EKG

Time

Tekanan

Tekanan DarahTekanan Darah Jumlah darah orang dewasa 4,5 liter Dlm 1 kali kontraksi jantung terpompa 80 ml darah

permenit

beredar satu siklus dalam tubuh. Dlam sirkulasi darah

80 % sirkulasi sistemik 20 % sirkulasi paru-paru

20 % di arteri

10 % di kapiler

70 % di vena

7 % di kapiler paru-

paru

93 % di arteri dan vena paru-paru

TEKANAN DARAH SISTEMIK

120

95

80

Sistolik

Diastolik

Tek rata-rata

t

P

TEKANAN ARTERI PARU-PARU

30

20

10

Sistolik

Diastolik

Tek rata-rata

t

P

Tekanan rata-rata

Menentukan banyaknya darah yang mengalir tiap satuan waktu

t

ratarata dttPT

P0

)(1

MEMBRAN KENYAL

Terdapat pada Pembuluh darah, lambung, usus, alveoli dll.

Bentuknya :

R

TP

Silinder Bola ( gelembung )

R

T ( tegangan ) P

RP

4

Alat Ukur Tekanan Zat Cair Tonometer

Untuk mengukur tekanan intra okuler penderita glaukoma

Harga normal tekanan intraokuler 12 – 23 mm Hg Sistometer

Untuk mengukur tekanan kandung kencing.

Terdiri dari pipa kapiler yg mengandung skala cm H2O, terhubung ke jarum melalui pipa karet.

Perbandingan :

Orang dewasa 30 cm H2O pada penedrita prostat hipertropi mencapai 100 cm H2O baru terjadi pengeluaran kencing.

MEKANISME PARU-PARUMEKANISME PARU-PARU

Terdapat pleura viseralis yang menjadi satu dgn jaringanParu-paru, diluarnya terdapat pleura parietalis. Ruang pleura viseralis dan pleura parietalis adl ruang intrapleural

pleura viseralis

pleura parietalis

ruang intrapleural

pleura viseralis pleura parietalis

ruang intrapleural

Jika Piston ditarik maka volume di ruang intrapleural meningkat sedangMengalami penurunan tekanan.

Pada penyakir fibrosis paru-paru ( pembentukan jaringan pada paru-paru )Piston ditarik pernya lemah sehingga perubahan tekanan kecil kompliansi

Orang dewasa 0,18 – 0,27 liter/cm H2O

Pengukuran tekanan darah

Alat sfigmomanometer – manometer air raksa

Ban lengan sfigmomanometer dibalutkan mengelilingi lengan atas

Pemeriksa memompa agar tekanan udara dalam ban lengan melebihi tekanan darah sistolik

Ini memutuskan aliran darah dari arteri lengan atas ke arteri lengan bawah

Inspirasi ; 80 % N2, 19 % O2 dan 0,04 % CO2

Suara denyut pertama ketika tekanan udara dalam ban lengan tepat sama dengan tekanan darah sistolik

Saat itu sedikit darah pada tekanan maksimum dapat menerobos melalui nadi yang tergencet

Suara detak di stetoskop berhenti bila tekanan udara sama dengan tekanan diastolik

DIASTOLIK tekanan minimum dapat melewati nadi di dalam lengan

FLUIDA

FLUIDA