Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

24
LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR DAN BIOLOGI PERKEMBANGAN ” DEBIT ALIRAN FLUIDA SEBAGAI FUNGSI DARI JARI JARI PEMBULUH, TEKANAN FLUIDA, DAN VISKOSITAS FLUIDA “ Disusun Oleh : Whentin (14140062) Kelas: B11 2 FAKULTAS ILMU KESEHATAN PRODI D4-BIDAN PENDIDIK

description

DEBIT ALIRAN FLUIDA SEBAGAI FUNGSI DARI JARI JARI PEMBULUH, TEKANAN FLUIDA, DAN VISKOSITAS FLUIDA

Transcript of Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

Page 1: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR DAN BIOLOGI

PERKEMBANGAN ” DEBIT ALIRAN FLUIDA SEBAGAI FUNGSI DARI

JARI JARI PEMBULUH, TEKANAN FLUIDA, DAN VISKOSITAS FLUIDA “

Disusun Oleh :

Whentin (14140062)

Kelas: B11 2

FAKULTAS ILMU KESEHATAN

PRODI D4-BIDAN PENDIDIK

UNIVERSITAS RESPATI YOGYAKARTA

TAHUN AJARAN 2014/2015

Page 2: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

BAB I

Pendahuluan

A. Tujuan

Agar mahasiswa dapat menemukan hubungan antara :

1. Debit aliran fluida dengan jari-jari pembuluh

2. Debit aliran fluida dengan tekanan fluida

3. Debit aliran fluida dengan viskositas fluida

Page 3: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

BAB II

Tinjauan Pustaka

A. Dasar Teori

1. Pengertian Fluida

Fluida merupakan zat yang dapat berubah bentuk secara terus –

menerus jika terkena tegangan geser meskipun tegangan geser itu kecil.

Tegangan geser adalah gaya geser dibagi dengan luas permukaan tempat

adanya gaya geser tersebut. Gaya geser adalah komponen gaya yang

menyinggung permukaan. Fluida mempunyai dua sifat fisik yaitu

viskositas dan densitas. Dimana viskositas adalah sifat fluida yang

diberikannya tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Besar

kecilnya viskositas fluida tergantung pada suhu fluida tersebut. Untuk

fluida cair, makin tinggi suhunya, maka viskositasnya makin kecil, sedang

untuk fluida gas, makin tinggi suhunya, maka viskositasnya makin besar.

Sedangkan densitas atau

kerapatan suatu fluida didefinisikan sebagai massa per satuan volume.

Fluida terdiri dari 2 macam yaitu :

1. Zat Cair (Liquid)

Zat cair tidak mudah dimampatkan ( Incompressible)

2. Zat Gas

Gas mudah dimampatkan (Compressible)

Adapun sifat-sifat dari zat cair yaitu:

1. Molekul-molekul terikat secara longar namun tetap

berdekatan.

2. Tekanan yang terjadi oleh karena ada gaya gratifitas bumi

yang bekerja terhadapnya.

3. Tekanan terjadi secara tegak lurus pada bidang.

Page 4: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

2. Viskositas

Viskositas adalah kekentalan, viskositas sangat mempengaruhi

sifat – sifat fluida. Contoh benda yang di viskos (kental) adalah madu,

sirup, aspal cair. Sedangkan fluida yang viskositasnya kecil adalah air,

alkohol, udara. Fluida yang viskositasnya kecil lebih mudah mengalir bila

dibandingkan dengan fluida yang viskositasnya besar.

Viskositas dengan gas meningkat dengan naik temperature, tetapi

mudah cairan sebaliknya viskositas menurun gas, naiknya temperature

akan terjadi perpindahan molekul – molekul yang padat, cair, naiknya

temperature akan menutunkan kohesi.

3. Hukum Poiseulle

Hukum poiseulle menyatakan bahwa cairan mengalir melalui suatu

pipa akan berbanding langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa

dan pangkat empat jari-jari pipa.

Jika suatu fluida mengalir mulus dalam suatu pembuluh sepanjang

(L)  dan jari-jari  (r ). Maka debit alirannya adalah:

Keterangan :

D=debit aliran=volume aliran/waktu.

r  =jari-jari pembuluh.

(P1-P2)= Selisih tekana fluida.

η= Viskositas(kekentalan) fluida

L= Panjang pembuluh

Satuan viskositas = n s/m2 =Pa.s=pas

Viskositas air = 1 mili pas

Vikositas darah = 1- 3 mili pas

Dari hukum poiseuille terlihat adanya hubungan sebagai berikut :

1.Debit berbanding lurus dengan pangkat empat jari-jari pembuluh.

2.Debit berbanding lurus dengan selisih tekanan fluida

3.Debit berbanding terbalik dengan vikositas fluida

D=πr4(P1-P2)/8ηL

Page 5: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

4.Debit berbanding terbalik dengan panjang pembuluh

Dalam konteks medis, hukum ini dapat diterapkan untuk mengkaji

hubungan antara debit aliran darah dengan jari-jari pembuluh darah,

tekanan darah dan vikositas darah. Jari-jari pembuluh dapat di ubah-ubah

dengan menganti pembuh dari berbagai ukuran. Selish rekanan fluida

merupakan selisih tekanan hidrostatik fluida pada posisi lubang pancuran

dan pada posisi permukaan fluida bejana berpancuran. Jika selisih tinggi

fluida pada kedua posisi itu adalah h, maka selisih tekanan hidrostatis, P =

ρgh dimana ρ adalah masa jenis fluida, g adalah percepatan gravitasi dah h

adalah tinggi fluida. Viskositas fluida dapat di ubah-ubah dengan menggati

kosentrasi larutan fluida.untuk itu dalam percobaan ini, air akan

ditambahkan sirup dengan berbagai kosentrasi.

Page 6: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

BAB III

Metode Praktikum

A. Alat dan Bahan

1. Bejana berpancuran

2. Pembuluh karet/plastic dengan beberapa ukuran jari-jari

3. Gelas ukur

4. Stopwatch

5. Air

6. Sirup

7. Mistar

8. Alat tulis

B. Prosedur kerja

1. Debit sebagai fungsi jari-jari pembuluh

a. Siapkan alat dan bahan diatas meja percobaan

b. Ukur jari-jari dan panjang pembuluh karet.

c. Bejana berpancuran diisi air 800 ml. Kran pancuran masih tertutup.

Ukur tinggi air dalam bejana.

d. Hubungkan pembuluh dengan jari-jari yang paling kecil ke

pancuran.

Page 7: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

e. Gelas ukur dipasang pada ujung pembuluh untuk menampung air

yang keluar dari pembuluh.

f. Tutup pancuran dibuka bersamaan dengan diaktifkannya

stopwatch.

g. Setelah air sampai pada 600 ml kran ditutup bersamaan dengan

dimatikannya stopwatch.

h. Catat data yang diperoleh pada lembar data D=f(r)

i. Ulangi lankah-langkah diatas dengan mengganti ukuran jari-jari

( sedang dan besar)

2. Debit sebagai fungsi tekanan fluida

a. Bejana berpancuran diisi air 1000 ml. Kran pancuran masih

tertutup.

b. Ukur tinggi air dalam bejana.

c. Hubungkan pembuluh dengan jari-jari yang sedang ke pancuran.

d. Gelas ukur dipasang pada ujung pembuluh untuk menampung air

yang keluar dari pembuluh.

e. Tutup pancuran dibuka bersamaan dengan diaktifkannya

stopwatch.

f. Setelah air sampai pada 800 ml kran ditutup bersamaan dengan

dimatikannya stopwatch.

g. Lakukan sebanyak 3x dengan mengeluarkan air sebanyak 200 ml

dalam masing-masing percobaan.

h. Catat data yang diperoleh pada lembar data D=f(P).

3. Debit sebagai fungsi viskositas fluida

a. Bejana berpancuran diisi air 1000 ml. Kran pancuran masih

tertutup. Ukur tinggi air dalam bejana (tinggi air dalam bejana

tetap).

b. Tambahkan sirup 60 ml pada bejana.

c. Hubungkan pembuluh dengan jari-jari sedang ke pancuran.

Page 8: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

d. Gelas ukur dipasang pada ujung pembuluh untuk menampung air

yang keluar dari pembuluh.

e. Tutup pancuran dibuka bersamaan dengan diaktifkannya stopwatch.

f. Setelah 800 ml kran ditutup bersamaan dengan dimatikannya

stopwatch.

g. Catat data yang diperoleh pada lembar data D=f(r)

h. Ulangi lankah-langkah diatas dengan menambah air sirup lagi

sebanyak 40 ml ke dalam bejana.

i. Catat data yang diperoleh pada lembar data D=f(P)

Page 9: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

BAB IV

Hasil Praktikum

A. Hasil Praktikum

1. Data D=f(r)

Panjang pembuluh = kecil : 114 cm ; sedang : 108 cm ;besar :101 cm

Volume cairan yang dikeluarkan = 200 ml

Viskositas air , η = 1 mpas

No r(cm) V(cm3) t(s) D (cm3/s)

1. 0.25 800 11 72,72

2. 0.3 800 8 100

3. 0.45 800 4 200

2. Data D= f(P)

Jari-jari pembuluh, r = 0,3 cm

Panjang pembuluh, L = 108 cm

Viskositas air , η = 1 mpas

Volume cairan yang dikeluarkan = 200 ml

No h(cm) V(cm3) t(s) D (cm3/s)

1. 109.3 1000 6.5 153,84

2. 107.6 800 6.7 149,25

3. 105.3 600 6.9 144,92

3. Data D= f(η)

Jari-jari pembuluh, r = 0,3 cm

Panjang pembuluh, L =108 cm

Tinggi fluida, h = 108 cm

No Konsentrasi (%) V(cm3) t(s) D (cm3/s)

1. 100 % 1000 6.5 0%

2. 5,6% 1030 6.8 5,6%

3. 830 6.3 11,76%

Page 10: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

A. Pembahasan

Debit aliran fluida didalam pembuluh dipengaruhi oleh panjang pembuluh, jari-

jari pembuluh, tekanan fluida, dan vikosistas (kekentalan zat cair) fluida. Dari

hasil percobaan yang dilakukan kelompok kami, Untuk membuktikan teori 

tersebut kelompok kami melakukan tiga kali percobaan dengan jari-jari

pembuluh,tekanan fluida,dan viskositas fluida yang berbeda-beda,yaitu sebagai

berikut:

1. Percobaan dengan jari-jari pembuluh

Pada percobaan dengan jari-jari pembuluh kami menggunakan air dan

pembuluh karet dengan panjang dan jari-jari yang berbeda.

Percobaan pertama kami menggunakan pembuluh dengan panjang 114 cm

dan jari-jari 0,25 cm. Dari percobaan, waktu yang diperlukan untuk

mengeluarkan air 200 cm3 adalah 11 s, sehingga debit yang dihasilkan

adalah 72,72 cm3/s. Percobaan kedua kami menggunakan pembuluh

dengan panjang 108 cm dan jari-jari 0,3 cm. Dari percobaan waktu yang

diperlukan untuk mengeluarkan air 200 cm3 adalah 8 s, sehingga debit

yang dihasilkan adalah 100 cm3/s. Percobaan ketiga kami menggunakan

pembuluh dengan panjang 101 cm dan jari-jari 0,45cm. Dari percobaan,

waktu yang diperlukan untuk mengeluarkan air 200 cm3 adalah 4 s,

sehingga debit yang dihasilkan adalah 200 cm3/s.

Dari uraian diatas dapat dinyatakan bahwa percobaan pertama dengan

menggunakan panjangnya pembuluh dan kecilnya jari-jari proses debit

aliran berlangsung secara lama. Sedangkan percobaan ketiga dengan

menggunakan pendeknya pembuluh dan besarnya jari-jari proses debit

aliran berlangsung secara cepat.

2. Percobaan dengan tekanan fluida

Pada percobaan dengan tekanan fluida kami menggunakan pembuluh karet

dengan ukuran panjang 108 cm dan jari-jari 0,3 cm dan menggunakan air

dengan jumlah volume yang berbeda, karena dengan jumlah volume air

yang berbeda, nilai h akan berbeda pula. Percobaan pertama kami

menggunakan jumlah volume air 1000 cm3 sehingga h = 109,3 cm. dari

Page 11: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

percobaan, waktu yang diperlukan untuk mengeluarkan air 200 cm3 adalah

6,5 s, sehingga debit yang dihasilkan 153,84 cm3/s.

Percobaan kedua kami menggunakan air dengan volume 800 cm3 sehingga

h = 107,6. Dari percobaan, waktu yang diperlukan untuk mengeluarkan air

200 cm3 adalah 6,5 s, sehingga debit yang dihasilkan adalah 149,25 cm3/s.

Percobaan ketiga kami menggunakan air dengan volume 600 cm3 sehingga

h = 105,3. Dari percobaan, waktu yang diperlukan untuk mengeluarkan air

200 cm3 adalah 6,9 s, sehingga debit yang dihasilkan adalah 144,92 cm3/s.

Dari uraian diatas dapat dinyatakan bahwa percobaan pertama dengan

menggunakan banyaknya volume yang sehingga besarnya nilai h, proses

debit aliran berlangsung secara cepat. Sedangkan percobaan ketiga dengan

menggunakan sedikitnya volume, sehingga kecilnya nilai h, proses debit

aliran berlangsung secara lama.

3. Percobaan dengan viskositas fluida

Pada percobaan dengan viskositas fluida kami menggunakan air yang

ditambahkan sirup dengan jumlah yang berbeda, karena dengan

menambahkan sirup dengan volume yang berbeda konsentrasi cairan pun

akan berbeda.

Percobaan pertama kami menggunakan kami menggunakan air murni

tanpa ditambahkan sirup dengan volume 1000 cm3. Dari percobaan, waktu

yang diperlukan untuk mengeluarkan air 200 cm3 adalah 6,5 s, sehingga

konsentrasinya adalah 0% dan debit yang dihasilkan adalah 153,84 cm3/s.

Percobaan kedua kami menggunakan air 1000 cm3 dan menambahkan

sirup 60 cc, sehingga volume air sirup menjadi 1030 cm3 dan didapatkan

konsentrasi 5,6 %. Dari percobaan waktu yang diperlukan untuk

mengeluarkan air 200 cm3 adalah 6,8 s, sehingga debit yang dihasilkan

adalah 151,47 cm3/s. Percobaan ketiga kami menggunakan air sirup

dengan volume 830 cm3 dan menambahkan sirup 40 cc, sehingga volume

air sirup menjadi 850 cm3 dan didapatkan konsentrasi 11,76%. Dari

percobaan, waktu yang diperlukan untuk mengeluarkan air 200 cm3 adalah

6,3 s, sehingga debit yang dihasilkan adalah 134,92%.

Page 12: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

Dari uraian diatas dapat dinyatakan bahwa percobaan pertama dengan

menggunakan air murni tanpa tambahan sirup proses debit aliran

berlangsung secara cepat. Sedangkan percobaan kedua dengan

menambahkan sirup yang sehingga mengubah viskositas, sehingga proses

debit aliran berlangsung secara lama.

B. Pertanyaan

1. Apa yang dapat terjadi jika seseorang mengalami gejala penyempitan

pembuluh darah ?

Jawab : Penyempitan pembuluh darah adalah suatu gangguan pada pembuluh

darah yang disebabkan karena adanya sumbatan pada pembuluh. Sumbatan-

sumbatan tersebut seperti kolesterol yang berlebihan, lemak, kalsium yang

mengendap di dalam pembuluh darah. Akibatnya mempengaruhi sirkulasi

darah dan juga debitnya, sehingga aliran darah menurun dan tekanan darah

meningkat. Hal ini dapat dianalogikan dengan konsep debit aliran fluida, jika r

kecil maka untuk meningkatkan debit tubuh akan meningkatkan P. Akibat dari

pengingkatan P akan terjadi tekanan darah tinggi atau hipertensi. Dalam

meningkatkan P berarti meningkatkan kerja jantung. Hal ini dapat berakibat

terjadinya pembengkakan jantung.

2. Bagaimana menentukan tekanan fluida pada dasar bejana berpancuran ?

Jawab : Tekanan Hidrostatik adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang

ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan pada kedalaman tertentu.

Besar tekanan itu bergantung pada kedalaman, makin dalam letak suatu bagian

fluida semakin besar tekanan pada bagian itu( lihat analogi tumpukan manusia,

tentunya orang yang di posisi terbawah akan merasakan tekanan paling besar)..

Setiap bagian di dalam fluida statis akan mendapat tekanan zar cair yang

disebabkan adanya gaya hidrostatis  disebut Tekanan Hidrostatis “Ph”. Contoh

nyatanya ketika sebuah bola yang di masukkan ke dalam air, ketika kita

lepaskan akan mendapat gaya ke atas.

Page 13: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

Besarnya tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk bejana dan jumlah

zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada massa jenis zat cair, percepatan

gravitasi bumi dan kedalamannya.

Dengan menggunakan rumus P = ρ g h

3. Bagaimana menentukan konsentrasi sirup dalam air ?

Jawab : Untuk menentukan konsentrasi sirup dalam air adalah

Volume sirup

Volume air+volume sirup

4. Bagaimana hubungan antara konsentrasi dengan viskositas ?

Jawab : Dengan semakin kentalnya yang melewati pembuluh, semakin besar

gesekan terhadap dinding pembuluh dan sebagai konsekuensinya, diperoleh

tahanan semakin besar. Kekentalan ini penting untuk mengetahui konsentrasi

sel darah merah. Pada darah normal, kekentalan sebasar 3,5 kali air. Apabila

konsentrasi darah satu setengah dari darah normal, kekentalan menjadi dua kali

air dan apabila konsentrasi darah meningkat mencapai 70 kali di atas normal

maka kekentalan darah mencapai 20 kali air. Dengan alasan demikian, aliran

darah pada penderita anemia adalah cepat oleh karena konsentrasi sel darah

merah sangat rendah. Sebaliknya pada penderita Polycythemia (kadar sel darah

merah meningkat) aliran darah sangat lamban.

5. Menurut hasil percobaan anda, bagaimana hubungan antara :

a. D dengan r

Jari-jari pembuluh merupakan faktor yang paling besar pengaruhnya terhadap

debit. Kalau jari-jari pembuluh menjadi ½ r, maka debitnya menjadi 1/16

debit semula.  Maksudnya aliran debit makin cepat pada pembuluh dengan

jari-jari yang besar dan aliran tengah semakin tidak dipengaruhi oleh zat cair

yang berada ditepi dekat dinding pembuluh. Hal ini berlaku terbalik dengan

jari-jari pembuluh yang kecil.

b. D dengan P

X 100%

Page 14: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

Apabila tekanan zat cair/darah pada salah satu ujung pembuluh lebih tinggi

dari ujung lainnya,maka zat cair/darah akan mengalir dari tekanan yang lebih

tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Dengan demikian aliran zat cair/darah

berbanding langsung terhadap perbedaan tekanan.

c. D dengan η

Vikositas adalah ukuran kekentalan suatu fluida atau juga bisa dikatakan

vikositas adalah besaran yang menunjukan berapa besar diperlukan suatu

gaya (tegangan geser) untuk menghasilkan pergeseran. Makin kental suatu

fluida yang melewati pembuluh maka semakin besar gesekan terhadap

dinding pembuluh, sehingga tahanan yang dihasikannya semakin besar.

6. Berdasarkan data yang anda peroleh, gambarkan grafik :

a. D=f(r)

b. D=f(P)

D = 200 cm3/s

D = 100 cm3/s

D = 72,72 cm3/s

Page 15: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

c. D=f(η)

BAB V

Penutup

A. Kesimpulan

Page 16: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

Berdasarkan hasil percobaan, kami dapat menarik kesimpulan bahwa :

Hukum kontinuitas memperlihatkan bahwa makin kecil luas penampang makin

besar kecepatan aliran. Pada aliran darah, makin kecil penampang pembuluh

darah, makin besar kecepatan aliran, yang berarti makin besar pula tekanan

yang dilakukan terhadap pembuluh darah. Jari-jari pembuluh merupakan faktor

yang paling besar pengaruhnya terhadap debit. Kalau jari-jari pembuluh

menjadi ½ r, maka debitnya menjadi 1/16 debit semula. Makin besar diameter

penampang pembuluh, maka aliran akan mendapatkan tahanan semakin kecil,

sehingga debit air semakin besar. Apabila tekanan zat cair/darah pada salah

satu ujung pembuluh lebih tinggi dari ujung lainnya, maka zat cair/darah akan

mengalir dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang rendah. Dengan demikian

aliran zat cair/darah berbanding langsung terhadap perbedaan tekanan.

Semakin kental suatu zat, maka semakin besar gesekan terhadap dinding

pembuluh, akibatnya tahanan semakin besar. Maka semakin kental suatu zat,

debit makin kecil.

B. Saran

1. Ketika melakukan praktikum lakukan dengan hati-hati.

2. Pada saat membuka dan mematikan kran pada gelas ukur dan menyalakan

stopwatch harus dilakukan secara bersama-sama.

Daftar Pustaka

1. Rachmad.Megami.(2011). Debit Aliran Fluida Sebagai Fungsi dari Jari-

Jari Pembuluh,Tekanan Fluida, dan Viskositas Fluida. http://rachmad-

Page 17: Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan

tensei.blogspot.com/2011/04/debit-aliran-fluida-sebagai-fungsi-

dari.html, 03 April 2011.

2. Aan.S.Arkadie.(2011).Tekanan

Hidrostatis.https://fisika79.wordpress.com/2011/04/22/tekanan-

hidrostatis-ph/,22 April 2011.

3. Iis.Lestari.(2012).http://www.kamusq.com/2012/10/tekanan-

hidrostatik-adalah-pengertian.html,22 Oktober 2012.

4. http://www.kamusq.com/2012/10/tekanan-hidrostatik-adalah-

pengertian.html