A.Pendahuluan

Makalah fisika Bab IV Fluida

Disusun oleh kelompok 4 :1.Husna Kholida2.Ilhanda Putri3.Leli KurniawatiAnkatan I A Prodi S1 KeperawatanStikes Yarsi BukittinggiTA 2013/2014

A.Pendahuluan Keadaan bahan keseluruhan secara mudah dapat di bagi menjadi zat padat dan fluida.Zat padat cenderung tegar dan mempertahankan bentuknya tetap mengalir.Fluida meliputi cairan, yang mengalir di bawah pengaruh gravitasi sampai menempati daerah terendah yang mungkin dari penampungnya, dan gas, yang mengembang mengisi penampungnya tanpa peduli bentuknya.B.Massa Jenis (Kerapatan )

Salah satu sifat penting dari suatu zat adalah massa jenis () atau kerapatan.Huruf Yunani () kuno biasanya digunakan untuk menyatakan massa jenis. Massa jenis didefenisikan sebagai perbandingan antara massa suatu benda terhadap volumenya: m = , V Dimana : massa jenis (kg/ m3 ) m : massa benda (Kg) V : volume benda (m3) Satuan yang biasa digunakan untuk volume air adalah liter (L).

1liter = 103 cm3 = 10-3m3

Dalam satuan ini, massa jenis air adalah 1.00 kg/L

C.Tekanan pada Fluida

Tekanan didefenisikan sebagai gaya per satuan luas, di mana gaya F dipahami bekerja tegak lurus terhadap luas permukaan benda A, Tekanan =P = Satuan SI untuk tekanan adalah N/m2 atau disebut Pascal (Pa). Satuan dalam cgs yang kadang digunakan adalah dyne/, cm2,lb/in2(kadang disingkat psi).

Prinsip Paskal menyatakan bahwa : Tekanan yang diberikan pada fluida dalam suatu tempat akan menambah tekanan keseluruhan dengan besar yang sama.

1.Alat Ukur Tekanan Darah

Beberapa alat yang digunakan untuk mengukur tekanan adalah manometer tabung terbuka, barometer aneroid (digunakan untuk mengukur tekanan udara), pengukur tekanan ban. Besarnya tekanan dinyatakan dengan persamaan : P = + gh P = tekanan fluida (N/m3 ) P0= tekanan atmosfir (yang bekerja di atas fluida di tabung sebelah kiri) (N/m3) = massa jenis zat cair (kg/m3) g =percepatan gravitasi (m/s2) h = perbedaan tinggi zat cair antara tabung kiri dan tabung kanan (m)Untuk mendiagnosis suatu penyakit dalam praktik klinik, sering kali perlu di ukur tekanan pasien.

Riva-Roccl telah membuat alat ukur tekanan darah manusia yang disebut dengan Sphygmomanometer atau tensimeter. Sphygmomanometer yang sering digunakan ada dua macam, yaitu sphygmomanometer logam dan sphygmomanometer air raksa. Tekanan darah yang biasa diukur meliputi :

1.Sistolik yaitu tekanan darah maksimum yang terdapat pada aorta ketika jantung berada pada phase sistolis atau berkontraksi di mana darah dipompakan dari ventrikel kiri ke aorta. Ini terjadi kira-kira 72 kali per menit dalam keadaan tenang dan jantung sehat.

2.Diastolik yaitu tekanan darah minimum yang diperoleh pada aorta ketika jantung berada pada phase diastolis (mengembang) di mana darah dari vena masuk ke atrium.13Tekanan nadi yaitu selisih tekanan sistolik tekanan diastolik, misal tekanan sistolik normal = 120 mm-Hg,sedangkan tekanan diastolik normal = 80 mm-Hg. Maka tekanan nadi normal adalah 40 mm-Hg.

D.Dinamika Fluida

Dinamika fluida mempelajari mengenai fluida yang bergerak atau mengalir. Jika fluida tersebut adalah air maka lebih dikenal dengan istilah hidrodinamika.1.Aliran Laminar dan Aliran Turbulan

Lintasan yang di tempuh oleh suatu partikel dalam fluida mengalir dinamakan garis alir (flow line).Ada dua jenis aliran fluida, yaitu aliran laminar atau garis arus (streamline) dan aliran turbelen.162. Persamaan Kontinuitas Laju aliran massa didefenisikan sebagai massa m dari fluida yang melewati titik tertentu persatuan waktu t ,

Laju aliran massa = (4.4)

Pada gambar 4.4 volume fluida yang melewati titik 1 (melalui luas ) dalam waktu t adalah A1 l1 , dimana l1 adalah jarak yang dilalui fluida dalam waktu t . Karena fluida yang melalui titik 1 adalah v1= = , laju alir massa melalui luas adalah

= = = P1A1V1 (4.5)

v1=A1l1 adalah volume dengan massa m1 , dan adalah massa jenis fluida. Dengan cara yang sama, pada titik 2 (melalui luas A2 ), laju alir adalah . karena tidak ada aliran fluida yang masuk atau keluar dari sisi-sisi, laju alir melalui A1 dan A2 harus sama.

Dengan demikian, karena = , maka = (4.6)/

Persamaan (4.6) disebut persamaan kontinuitas. jika fluida tersebut tidak bisa di tekan (tidak berubah terhadap tekanan), yang merupakan pendekatan yang baik untuk zat cair dalam sebagian besar kondisi 9kadang termasuk juga pada gas) maka = sehingga persamaan kontinuitas menjadi

A1V1 = A2V2 , (untuk konstan )

3. Aliran Darah di Dalam Tubuh Mekanisme aliran darah di dalam tubuh manusia adalah sebagai berikut : Darah mengalir dari jantung ke aorta, dan kemudia masuk ke arteri-arteri utama. Dari arteri utama ini bercabang lagi ke arteri kecil (arteriol), kemudian bercabang lagi menjadi sejumlah pembuluh kapiler yang amat kecil. Darah kemudian kembali lagi ke jantung melalui vena. CONTOH SOAL:

Darah mengalir dari pembuluh darah yang besar dengan jari-jari berkurang menjadi 0,2 cm, dimana jari-jari berkurang menjadi 0.2 cm karena penebalan dinding (arteriosclerosis) .Berapakah kelajuan darah di bagian yang lebih kecil ? Penyelesaian : jika dan adalah kelajuan awal dan akhir dan adalah luas awal dan akhir,maka dengan menggunakan persamaan : A1v1 =A2 v2 V2 = = (10 cm/s =22,5 cm/s)

E.Viskositas Kekentalan atau viskousitas adalah tingkat kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gaya gesek pada fluida. Dengan semakin kentalnya fluida atau cair yang melewati pembuluh, semakin besar gesekan terhadap dinding dan sebagai konsekuensinya diperoleh tahanan semakin besar dan yang tentunya akan berpengaruh terhadap debit pada fluida. Debit adalah volume zat cair yang mengalir melalui penampang tiap detiknya. Secara matematis dapat dinyatakan : V = =

Hk poiseuille menytakan bahwa cairan yang mengalir melaui suatu pipa akan berbanding langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat jari-jari pipa. Maka dari persamaan satu (1) dapat dinyatakan bahwa : V =

V =

Keterangan : V : debit ( ml/s ) t : waktu ( sekon ) : 3,14 r : jari-jari pembuluh ( cm ) g : ( percepatan gravitasi bumi ):980 cm/S2

L : panjang pipa pembuluh ( cm ) n : viskousitas atau kekentalan ( N s/ m2= P.s dalam SI, atau dyne.s/ c2= poise dalam cgs )

E.Pompa Jantung dan Tekanan Darah

Dua tekanan darah yang di ukur,yaitu : tekanan maksimum ketika jantung memompa (tekanan sistolik) dan tekanan ketika jantung beristirahat (tekanan diastolik). Tekanan siastolik normal sekitar 120 mm-Hg, sementara tekanan diastolik normal sekitar 80 mm-Hg.

G.Pernapasan 1.Mekanisme Pernapasan mekanisme masuknya udara dari luar ke dalam paru-paru disebut inspirasi , sedangkan keluarnya udara dari dalam paru-paru disebut ekspirasi. Keluar masuknya udara pernapasan ini melibatkan rongga dada dan perut, sehingga keluar masuknya udara dapat dibedakan menjadi pernafasan dada dan pernafasan perut.

2. Aplikasi Konsep Fisika dalam Pernafasan

a. Hukum DaltonHukum ini menyatakan bahwa : Tekanan parsial suatu komponen dalam campuran gas adalah tekanan dari komponen itu seandainya sendirian mengisi seluruh volume gas yang tersedia.b.Boyle Hukum

Hukum ini menyatakan bahwa : Untuk suatu massa gas pada temperature konstan maka maka tekanan berbanding terbalik terhadap volumenya

Sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan : pV = tetap (T konstan, dan jumlah massa gas m tetap)

c. Hukum Raplace

Hukum ini menyatakan bahwa tekanan pada gelembung al-veoli berbanding terbalik terhadap radius dan berbanding lurus terhadap tegangan permukaan . P = P = tekanan (mm-Hg) R = jari-jari (cm) = tegangan permukaan (dyne/cm)

H. Spirometer Spirometer adalah alat untuk mengukur aliran udara yang masuk dan keluar paru-paru dan dicatat dalam grafik volume per waktu