Laporan Praktikum Biologi Dasar Dan Biologi Perkembangan
-
Upload
whentinlucky -
Category
Documents
-
view
67 -
download
7
description
Transcript of 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
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
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.
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
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.
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.
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.
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)
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%
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
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%.
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.
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%
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
c. D=f(η)
BAB V
Penutup
A. Kesimpulan
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-
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