dasar fluida kesehatan
TRANSCRIPT
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 1/32
FLUIDA kesehatan
Trapsilo Prihandono
Staf Pengajar FisikaPendidikan Fisika
FKIP Universitas Jember
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 2/32
FLUIDA
STATIK DINAMIK
Fluida merupakan sesuatu yang dapat
mengalir sehingga sering disebut sebagai
zat alir. Fasa zat cair dan gas termasuk ke
dalam jenis luida
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 3/32
F!"#$!"A FLUIDA
• %enapa kayu&kayu yang besar dan
banyak lebih mudah diangkat dalam air '
• $engapa balon gas bisa naik ke atas '
• $engapa telur bisa mengapung dalam air
garam sementara dalam air murni
tenggelam'
• %enapa serangga kecil bisa bergerak
diatas air dan tidak tenggelam'
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 4/32
FLUIDA
CAIR:
• $olekul&molekul terikat secara longgar
namun tetap berdekatan
• Tekanan yg terjadi karena ada gaya
gra(itasi bumi yg bekerja padanya
• Tekanan terjadi secara tegak lurus pada
bidang
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 5/32
FLUIDA
GAS:
• $olekul bergerak bebas dan saling
bertumbukan
• Tekanan gas bersumber pada perubahan
momentum disebabkan tumbukan molekul
gas pada dinding
• Tekanan terjadi tidak tegak lurus pada
bidang
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 6/32
Massa jenis (lanjut……)
Suatu sifat penting dari zat adalahrasio massa terhadap volumenya
yang dinamakan massa jenis
ρ = Densitas / massa jenis(Kg/m3)
m = Massa enda (Kg)
! = !olume enda (m3)V
m=
ρ
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 7/32
• Dalam dunia medis) satuan densitas lebih
sering dinyatakan sebagai gr*cc +speciic
gra(ity * ,-
• / gr*cc 0 /111 kg*m2
• Air pada suhu 3 o4 memiliki densitas / ,-
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 8/32
T!%A"A" +lanjutan5.
P = Tekanan (1 N/m2 = 1 Pa)
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
h
gh A
V g
A
Vg
A
mg P
A
F P essure
ρ ρ ρ
====
==Pr
A
F P essure ==Pr
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 9/32
T!%A"A" +lanjutan5.
6arometer Alat untuk mengukur tekanan udara menggunakan
cairan mercuri * 7g dengan massa jenis /2.8 gr*cc
%etika mengukur di pantai) maka tinggi cairan
barometer adalah 98 cm dengan percepatan gra(itasi:.; m*s<
P 0 ρ g h 0 /2811 kg*m2 = :.; m*s< = 1.98 m
P 0 /1/.2 kPa 0 / Atm
" = " atmosphere # " gauge
$ %tm = $&$'3 k"a = *m+g = & ,orr
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 10/32
Contoh
• 7itunglah tekanan total yang dialami sebuahbenda yang tercelup dalam sumur pada ke
dalaman /1 m dari permukaan air sumur. >ikapercepatan gra(itasi di daerah itu adalahsebesar /1 m*s<
6erapa tekanan yang dialami penyelam yang
berada pada posisi /11 m di atas dasar laut '+kedalaman laut 0 / km. massa jenis air laut ?/)1<@×/12 kg*m2
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 11/32
Prinsip Pascal
• Tekanan yang diberikan pada
suatu cairan yang tertutup akanditeruskan tanpa berkurang ke
segala titik dalam luida dan ke
dinding bejana +6laise Pascal
/8<2&/88<
• Tekanan adalah sama di setiap titik
pada kedalaman yang sama
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 12/32
"rinsip "as*al (lanjutan-')
F / F <
2
2
1
1
21
A
F
A
F
P P
=
=
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 13/32
Prinsip Pascal +lanjutan5.
Aplikasi dalam kehidupan sehari&hari
"aradoks
hidrostatik A/ F/
A<
F<
Dongkrak+idrolik
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 14/32
4ontoh
,ebuah pipa berbentuk u yang memiliki luas
penampang kakinya berbeda digunakan
untuk mengangkat beban. 6erapakah beban
maksimum yang dapat diangkat olehnya jikaluas penampang yang kecil) A 0 / m<)
diberikan gaya /13 " dengan luas
penampang yang besar adalah @ m
<
'
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 15/32
PI",IP A47I$!D!,
• %enapa kayu&kayu yangbesar dan banyak lebih
mudah diangkat dalam air '
• $engapa balon gas 7e bisanaik ke atas '
Seuah enda yang tenggelam
seluruhnya atau seagian dalam suatu.uida akan mendaapatkan gayaangkat ke atas yang sama esar
dengan erat .uda yang dipindahkan
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 16/32
Fenomena Archimedes
Anak yang terapungdengan bantuanperahu ringan
Anak yang terapungdi laut yang kadar
garamnya tinggisekali
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 17/32
Fenmena Ar!himedes
h <
h / F /
F <
A
Gaya Buoyant = F b
Prinsip Arcime!es" Gaya Buoyant !ari ben!a !a#am $#ui!a
a!a#a sama !engan berat !ari $#ui!a yang !ipin!akan o#e
ben!a tersebut
gV F
gAh F hh gA F
F F F
f b
f b
f b
b
ρ
ρ
ρ
=
=−=
−=
)( 12
12
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 18/32
PI",IP A47I$!D!,+ lanjut5
• Fa 0 B +luida yang dipindahkan
• Fa 0 m g
• Fa 0 ρ C g
Tenggelam Terapung Melayang
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 19/32
PI",IP A47I$!D!,+ lanjut5
• Apa syarat terjadinya benda terapung)
melayang) dan tenggelam '
• ,emua berdasarkan resultan gaya arah
(ertikal dengan melihat komponen gaya
gra(itasi dan archimedes
0a
0a
0a
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 20/32
4ontoh kasus
%r*himedes diminta untuk men*ari tahu apakahmahkota raja yang aru diuat enar1 teruatdari emas ataukah ukan 2 mas memilikispe*i4* gravity $5'3' massa mahkota terseut
$6' kg ketika di udara dan $3'6 kg ketikaerada di dalam air' %pakah mahkota terseutteruat dari emas murni 2
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 21/32
>aab
F b = Berat ben!a !i u!ara % berat ben!a !a#am air
F b = & % &' = ρ$ g
& / F b = ρ b g / ρ$ g
& / F b = ρ b / ρ$
1*+ / 1*, = ρ b / 1 gr/cc
ρ b = 11*, -G
Berarti makota tersebut bukan terbuat !ari emas.
APAA0 AA A3A 4G LB0 56A0 77
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 22/32
Tegangan Permukaan
• Timbul karena gaya tarik&menarik molekul&
molekul zat cair yang sejajar permukaan
F
=L
F
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 23/32
Fenomena Tegangan Permukaan
2π r os θ ! "
r r
< r
gr cos2
ρφγ =
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 24/32
%arakteristik Aliran
• Laminer E C rendah
• Turbulen E C tinggi
"ermukaan laut "ada kedalaman
tertentu
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 25/32
7D#DI"A$I%Syarat .uida ideal (7ernoulli) 8
$' 9at *air tanpa adanya geseran dalam(*airan tidak viskous)
1' 9at *air mengalir se*ara stasioner
(tidak eruah) dalam hal ke*epatan:arah maupun esarnya (selalukonstan)
3' 9at *air mengalir se*ara steady yaitumelalui lintasan tertentu
6' 9at *air tidak termampatkan(in*ompressile) dan mengalirse umlah *airan an sama esarn a
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 26/32
%ontinuitas
• A/ / 0 A< <
%ecepatan darah melalui pembuluh aorta
berjari&jari / cm adalah 21 cm*s.7itunglah kecepatan rata&rata darah
tersebut ketika melalui pembuluh kapiler
yang masing&masing berjari&jari 3 = /1&3
cm dan luas ermukaan total <111 cm<.
C/
A/
C<
A<
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 27/32
Persamaan 6ernoulli
Ke*epatan rendah → tekanan ting
Ke*epatan tinggi → tekanan
rendah
kenapa Selemar kaitipis ditiup dari
agian atasnya:ternyata kainterseut naik ke atas
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 28/32
7erdasar konsep kerja ; energi
P # $ρv2
# ρgh ! konstan
P% # $ρ
v%2 #
ρ
gh% !P2 # $
ρ
v2
2 + ρ
gh2
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 29/32
Aliran Ciskos
• %enapa aliran sungai
terdapat perbedaan
kecepatan aliran pada
titik tengah denganpinggir sungai '
• Adanya gaya gesek
antara luida dan dinding
Fluida ideal
Fluida real
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 30/32
"isksitas
P/ P<L
Deit alir ( volum per detik)
7/23/2019 Dasar Fluida Kesehatan
http://slidepdf.com/reader/full/dasar-fluida-kesehatan 31/32
"isksitas
Deit aliran .uida dipengaruhi oleh tahanan yangtergantung pd8
• "anjang pemuluh
• Diameter pemuluh
• !iskous / kekentalan zat *air (pada darah normalkekentalan 3'< kali air)
• ,ekanan
η = iskousitas = 189, Pa (air)
= , % *189, Pa (!ara)
r = :ari9:ari pembu#u; L = Pan:ang
P = Tekanan; = o#ume; t = &aktu
Mengapa aliran darah penderita anemia sangat
L
P P r
t
V
η
π
<)( 21 −
=