Dasar Fluida Kesehatan

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



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



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'



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



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



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



• 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 / ,-



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



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



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



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



"rinsip "as*al (lanjutan-')

F / F <

2

2

1

1

21

A

F

A

F

P P

=

=



Prinsip Pascal +lanjutan5.

Aplikasi dalam kehidupan sehari&hari

"aradoks

hidrostatik A/ F/

A<

F<

Dongkrak+idrolik



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

<

'



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



Fenomena Archimedes

Anak yang terapungdengan bantuanperahu ringan

Anak yang terapungdi laut yang kadar

garamnya tinggisekali



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



PI",IP A47I$!D!,+ lanjut5

• Fa 0 B +luida yang dipindahkan

• Fa 0 m g

• Fa 0 ρ C g

Tenggelam Terapung Melayang



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



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



>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



Tegangan Permukaan

• Timbul karena gaya tarik&menarik molekul&

molekul zat cair yang sejajar permukaan

F

=L

F



Fenomena Tegangan Permukaan

2π r os θ ! "

r r

< r

gr cos2

ρφγ =



%arakteristik Aliran

• Laminer E C rendah

• Turbulen E C tinggi

"ermukaan laut "ada kedalaman

tertentu



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



%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<



Persamaan 6ernoulli

Ke*epatan rendah → tekanan ting

Ke*epatan tinggi → tekanan

rendah

kenapa Selemar kaitipis ditiup dari

agian atasnya:ternyata kainterseut naik ke atas



7erdasar konsep kerja ; energi

P # $ρv2

# ρgh ! konstan

P% # $ρ

v%2 #

ρ

gh% !P2 # $

ρ

v2

2 + ρ

gh2



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



"isksitas

P/ P<L

Deit alir ( volum per detik)



"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 −

=



,!%IA"

T!I$A %A,I7

Dasar Fluida Kesehatan

Documents