Transcript Fisika Keperawatan Stikes Nusantara Fluida….  Fluida adalah zat yang dapat mengalir atau sering disebut Zat Alir.

Fisika Keperawatan
Stikes Nusantara
Fluida….
 Fluida adalah zat yang dapat mengalir atau sering
disebut Zat Alir. Jadi perkataan fluida dapat mencakup
zat cair atau gas.
 Apa perbedaan zat cair dan Gas ?
FLUIDA = zat alir
Zat cair
- Molekul terikat secara longgar
tapi berdekatan
-Adanya tekanan karena
gaya grafitasi & arah tegak lurus
-Non kompresibel (tidak dapat ditekan)
artinya tidak berubah volumenya jika
mendapat tekanan.
Contoh : darah dalam sistem transportasi
tubuh
GAS
-Molekul bergerak bebas dan
saling bertumbukan
-Adanya tekanan akibat tumbukan
antar molekul & arah acak
-kompresibel
Contoh : udara dalam sistem
respirasi tubuh
Fluida darah…..
 Bagaimana darah bisa mengalir ke seluruh tubuh
melalui pembuluh darah ?
- dipompa / di tekan oleh jantung yg berdenyut
 Mengapa jantung berdenyut?
- adanya listrik jantung
Inilah ….Listrik Jantung !!!





Repolarisasi: epi  endo
Depolarisasi: endo  epi
SA node mengalami
gelombang depolarisasi ke
atrium kiri dari atrium kanan
dalam 70 sekon  terjadi
kontraksi atrium
Gelombang depolarisasi
berlanjut ke AV node  AV
node mengalami depolarisasi
Gelombang dari AV node
melalui bundle of his
(BH)dan diteruskan ke
bundle branch (BB)  BB
mengalami depolarisasi
Diteruskan ke jaringan
purkinye  endokardium 
berakhir di epikardium 
terjadi kontraksi otot jantung
Setelah repolarisasi,
miokardium relaksasi
alifis@corner - alifis.wordpress.com




Ketika kontraksi atrium
(serambi) : fase sistole
Pemompaan dimulai 
kontraksi mendorong darah
melalui katub mitral dan
tricuspid ke dalam bilik
Kontraksi bilik memaksa
darah melalui katub
semilunar masuk ke dalam
arteri pulmonary ( yg menuju
paru-paru), dan ke aorta
(arteri tubuh yg terbesar) yg
menuju keseluruh tubuh
Ketika jantung rileks,
diantara denyutan: fase
diastole:
katub semilunar tertutup;
Darah masuk ke jantung;
darah memasuki serambi dan
memenuhi kedua serambi
dengan cepat.
Siklus dimulai kembali
Apakah Tekanan itu?
Tekanan ialah gaya yang bekerja tiap satuan luas
P = F/A
P = tekanan (Pa)
F = gaya (N)
A = luas permukaan yang menderita gaya (m2)
Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang dialami oleh suatu permukaan
akibat gaya hidrostatik (gaya yang disebabkan oleh zar cair )
Ph = gh
Ph = tekanan hidrostatik (pa)
 = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan grafitasi (m/s2)
h = tinggi zat cair (m)
Tekanan darah
 Tekanan darah
diukur
menggunakan
spygmomanometer
(tensimeter) yang
berisi air raksa dan
biasanya dikalibrasi
dalam mmHg.
 Tensimeter dapat
berupa manometer
logam dan air raksa
 Dua nilai tekanan darah yang diukur, yaitu: tekanan maksimum ketika
jantung memompa (tekanan sistolik) dan tekanan ketika jantung
beristirahat (tekanan diastolik).
Ketukan___________________
 Pada awalnya tekanan udara pada jaket dinaikkan tinggi di atas
tekanan sistolik dengan pompa tangan, dan tekanan ini memompa
arteri utama (brachial) di lengan dan memotong aliran darah. Tekanan
udara kemudian diperkecil perlahan-lahan sampai titik di mana darah
kembali mulai mengalir ke tangan, hal ini dideteksi dengan
mendengarkan karakteristik ketukan darah yang kembali ke lengan
bawah dengan stetoskop. Pada saat ini tekanan sistolik sama dengan
tekanan udara pada jaket yang bisa dibaca pada alat ukur.
 Tekanan udara kemudian diperkecil lebih lanjut dan suara ketukan
menghilang ketika darah dengan tekanan rendah dapat memasuki
arteri. Pada saat ini alat ukur menunjukkan tekanan diastolik. Tekanan
sistolik normal sekitar 120 mm-Hg, sementara tekanan diastolik
normal sekitar 80 mm-Hg.
Grafik systolediastole
Gerak Fluida
Di dalam geraknya pada dasarnya dibedakan dalam 2 macam :
 Aliran laminar / stasioner / streamline.
 Aliran turbulen
Suatu aliran dikatakan laminar / stasioner / streamline bila :
Setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu mempunyai
lintasan (garis arus) yang tertentu pula.
Kecepatan setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu sama.
Misalkan setiap partikel yang melalui K selalu mempunyai
kecepatan vK.
Debit
 Fluida mengalir dengan kecepatan tertentu, misalnya v meter per
detik.
 DEBIT FLUIDA adalah volume fluida yang mengalir persatuan waktu
melalui suatu pipa dengan luas penampang A dan dengan kecepatan v.
Persamaan Kontinuitas
Av = konstan
A 1 v 1 = A 2v 2
A1 = luas penampang pembuluh 1
A2 = luas penampang pembuluh 2
V1 = kecepatan aliran darah pada A1
V2 = kecepatan aliran darah pada A2
v1
v2
A1
A2
Darah Aliran
 Darah mengalir dari
janting ke aorta, masuk
ke arteri-arteri utama,
bercabang lagi ke arteri
kecil (arteriol),
bercabang lagi menjadi
sejumlah pembuluh
kapiler yang amat kecil.
Darah kembali ke
jantung melalui vena
 Analogi: Peredaran air
dalam pipa
2 aliran darah
 Ada dua lintasan terpisah untuk alian darah. Lintasan
yang lebih panjang membawa darah ke bagian-bagian
tubuh, melalaui arteri dengan membawa oksigen (Ol)
ke jaringan tubuh dan mengambil karbondioksida
(CO2) yang dibawanya kembali ke jantung melalui
pembuluh darah balik (vena).
 Darah ini kemudian dipompa ke dalam paru-paru
(lintasan kedua) dimana karbondioksida dilepaskan
dan oksigen diambil. Darah yang dimuati oksigen
kembali ke jantung, dimana darah tersebut kembali
dipompa ke jaringan-jaringan tubuh.
Contoh soal:
 Darah mengalir dari pembuluh darah yang besar dengan
jari-jari 0,3 cm, dimana kelajuannya 10 cm/s ke dalam
daerah dimana jari-jarinya berkurang menjadi 0,2 cm
akibat penebalan dinding (arteriosclerosis). Berapakah
kelajuan darah pada bagian itu?
Jawab: A1v1 = A2v2
Atau v2 = A1.v1/A2 =  (0,3 cm)2 (10 cm/s)/ (0,2 cm)2
= 22,5 cm/s
Aliran dari pembuluh besar menuju kecil, kelajuannya
alirannya berubah dari lambat menjadi lebih cepat
 Tapi mengapa, kelajuan pada arteri lebih kecil dari
aorta ?
Contoh soal: Radius aorta ± 1,0 cm dan darah yang
melewatinya memiliki laju sekitar 30 cm/s. Pembuluh
kapiler memiliki radius 4x10-4 cm dan darah yang
melewatinya memiliki laju sekitar 5x10-4 m/s.
Perkirakan berapa banyak pembuluh kapiler yang ada
dalam tubuh?
 Jawab:
 A1 = luas aorta
 A2= luas seluruh pembuluh kapiler = N.rkap2
 Dimana N = jumlah pembuluh kapiler,
 Maka
A1v1 = A2v2
(raorta2 )vaorta = (N.rkap2 )vkap
N = (raorta2 )vaorta / (rkap2 )vkap
N = 4x109 pembuluh kapiler
Hasil Rumus Poiseuille
600 cm2
30 cm/s
Kecepatan
5 cm/s
18 cm2
Luas
3 cm2
1 mm/sec
Aorta
Kapiler
Pertukaran O2 dan CO2
Vena cava
Persamaan bernoulli
 Klik disini
Aliran Zat
Cair Melalui Pipa/Pembuluh
P
P
1
A
2
F
Hukum Poiseuille : Cairan yang mengalir melalui suatu pipa kecepatannya
berbanding lurus dengan penurunan tekanan dan pangkat empat jari-jari
r = jari2 pipa
P1 = tekanan pada pipa 1
P2 = tekanan pada pipa 2
= kekentalan
L = panjang pipa
Untuk menjelaskan mengapa penderita usia lanjut mengalami pingsan
Mengapa daerah ujung suhunya dingin.
Tahanan terhadap debit zat cair
 Efek panjang Pembuluh Terhadap debit
Makin panjang pembuluh, diameter sama, zat cair akan
mendapat tahanan semakin besar, maka debit zat cair akan lebih
besar pada pembuluh yang pendek.
Panjang = 3
1 ml/min
Panjang = 2
2 ml/min
Panjang = 1
3 ml/min
• Efek diameter pembuluh
Debit aliran zat cair makin besar pada diameter yang
pembuluhnya makin besar
d=1
1 ml/min
d=2
16 ml/min
d=3
256 ml/min
Efek kekentalan
Semakin kental zat cair semakin besar tahanan terhadap dinding
pembuluh, sehingga dapat ditentukan konsentrasi sel darah
merahnya.
1 cm
air
1,5 cm
plasma
3,5 cm
darah
Note :
Pada darah normal kekentalan
3,5 kekentalan air.
Kekentalan 1 ½ kali diatas
normal kekentalan 2 kali air.
Kekentalan 70 kali di atas
normal kekentalan 20 kali air
Kekentalan darah
 Semakin kental cairan yang melewati pembuluh,




semakin besar gesekan terhadap dinding pembuluh ,
sehingga tahanan semakin besar.
Kekentalan  konsentrasi sel darah merah
Darah normal : 3,5 x kekentalan air
Aliran darah penderita anemia: cepat, konsentrasi sel
darah merah sangat rendah
Penderita polycythemia (kadar sel darah merah
meningkat) aliran darah sangat lambat
Efek tekanan terhadap debit
Aliran air mengalir dari tekanan tinggi ke rendah.
Aliran air sebanding terhadap perbedaan tekanan
1 ml/min
2 ml/min
3 ml/min
Respirasi ( Sistem Pernafasan)
Pernafasan___
Mekanisme Pernafasan
 Mekanisme masuknya udara dari luar ke dalam paruparu disebut inspirasi, sedang keluarnya udara dari
dalam paru-paru disebut ekspirasi.
 Keluar masuknya udara pernafasan ini melibatkan
rongga dada dan perut, sehingga keluar masuknya
udara dapat dibedakan menjadi pernafasan dada dan
pernafasan perut.
 a. Pernafasan Dada
 Inspirasi pernafasan dada terjadi pada saat otot antar rusuk
berkontraksi, tulang-tulang rusuk akan naik dan rongga dada
membesar. Akibatnya tekanan udara di dalam rongga dada lebih
kecil dari pada tekanan udara di luar, sehingga udara dari luar
masuk ke paru-paru.
 Ekspirasi pernafasan dada terjadi pada saat otot antara tulang
rusuk berelaksasi atau mengendor, tulang rusuk akan turun dan
rongga dada mengecil. Akibatnya tekanan udara di dalam rongga
dada lebih besar dari pada tekanan udara di luar. Akibatnya
udara dalam rongga dada akan terdorong ke luar dari paru-paru
menuju hidung atau mulut.

 b. Pernafasan Perut
 Inspirasi pernafasan perut terjadi pada saat otot rongga diafragma
berkontraksi, posisi diafragma menjadi mendatar. Akibatnya rongga dada
membesar dan tekanan udara lebih kecil, sehingga udara luar masuk ke paruparu.
 Ekspirasi pernafasan perut terjadi pada saat otot rongga diafragma berelaksasi,
rongga dada mengecil dan tekanan udara menjadi lebih besar, sehingga udara
ke luar dari paru-paru.

 Pernafasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam
keadaaan tertidur sekalipun karena sistem pernafasan dipengaruhi oleh
susunan saraf otonom. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi
oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di
luar tubuh. Jika tekanan udara di luar rongga dada lebih besar, maka udara
akan masuk ke paru-paru, demikian jua sebaliknya jika tekanan di dalam
rongga dada lebih besar maka udara akan keluar dari paru-paru.
2. Aplikasi Konsep Fisika dalam
Pernafasan

 a. Hukum Dalton
 Hukum ini menyatakan bahwa: Tekanan parsial suatu
komponen dalam campuran gas adalah tekanan dari komponen
itu seandainya sendirian mengisi seluruh volume gas yang
tersedia.
 Maka dari itu, jumlah tekanan suatu campuran gas yang tidak
reaktif dan bersifat ideal, adalala sama dengan jumlah tekanan
parsial semua komponen gas. Misalnya dalam suatu ruangan
terdapat udara dengan tekanan 1 atmosfir (760 mm-Hg). Jika
dipindahkan seluruh molekul kecuali O2,, maka O2 dalam udara
tersebut 20%, berarti O2 memiliki tekanan 20% x 760 mm Hg =
152 mm-Hg. Demikian pula N2 = 610 mm Hg (80% dari 760 mmHg).
 Tekanan parsial uap air dipengaruhi oleh
kelembaman. Suatu contoh udara ruangan
mempunyai tekanan parsial 15-20 mm-Hg. Sedangkan
di dalam paru-paru mempunayi tekanan 47 mm-Hg
pada temperature 37°C dengan 100% kelembaman.
Dengan mempergunakan tekanan parsial dari hukum
Dalton dapat dibuat daftar sebagai berikut:
 Pada waktu ekspirasi terahir di dalam paru-paru selalu
terdapat 30% volume udara yang disebut Fungsional
Residual Capasity.
 b. Hukum Boyle
 Hukum ini menyatakan bahwa :
 Untuk suatu massa gas pada temperature konstan maka
tekanan berbanding terbalik terhadap volumenya.

 Sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan:
 p V = tetap
 Apabila terjadi peningkatan volume maka akan diikuti
dengan penurunan tekanan, demikian juga sebaliknya.
Untuk mengetahui hubungan tekanan (P) terhadap
volume (V) dapat dilihat pada grafik
 Pada saat inspirasi volume paru-paru meningkat, sedangkan tekanan
intrapleura mengalami penurunan.
 Pada waktu inspirasi jumlah volume udara dalam paru-paru meningkat sedang
pada waktu ekspirasi jumlah volume udara paru-paru
menurun.
 Sekian dulu…