BAB IIII

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan E-book ini dengan kondisi sehat pada masa pandemi saat ini. Sehingga kami mampu menyelesaikan tugas Projek Fisika Dalam Interdisiplin Ilmu. E-Book ini di tulis untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Dalam Interdisiplin Ilmu dengan dosen pengampunya Bapak Deo Demonta Panggabean, M.Pd yang sudah banyak memberikan bimbingan atas tugas ini. Kami juga sangat berterima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam memberikan semangat untuk dapat menyelesaikan tugas ini tepat pada waktu pengumpulannya. Dan kami kira tugas E-Book ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas ini. Akhirnya kami dengan kerendahan hati meminta maaf jika terdapat kesalahan dalam penulisan atau penguraian tugas ini. Dengan harapan dapat diterima oleh bapak dan dapatdijadikan sebagai acauan dalam proses pembelajaran. Atas perhatiannya bapak ucapkan terimakasih. Medan, 20 September 2021 Kelompok 5

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR........................................................................................................................ i DAFTAR ISI ..................................................................................................................................... ii BAB II ................................................................................................................................................ 1 BUNYI DALAM BIDANG BIOLOGI.......................................................................................................1 A. Konsep Fisika Bunyi Pada Pendengaran Manusia ................................................................1 B. Bunyi Dan Faktor yang Mempengaruhi .......................................................................................1 C. Frekuensi.........................................................................................................................................1 D. Intensitas Bunyi............................................................................................................................1 E. Karakteristik Bunyi........................................................................................................................1 F. Aplikasi Gelombang Bunyi Dalam Kehidupan Sehari - hari ......................................................1 BAB III .......................................................................................................................................................2 OPTIK UNTUK BIDANG BIOLOGI ........................................................................................................1 A. Mata.................................................................................................................................................1 B. Cacat Mata dan Memperbaiki Penglihatan..................................................................................1 C. Kamera ............................................................................................................................................1 D. Lup ..................................................................................................................................................1 E. Mikroskop .......................................................................................................................................1 F. Teleskop...........................................................................................................................................1 BAB IV.....................................................................................................................................................13 FLUIDA UNTUK BIDANG BIOLOGI....................................................................................................13 A. Pengertian Fluida............................................................................................................................1 B. Konsep Fluida .................................................................................................................................1 C. Jenis – Jenis Fluida.........................................................................................................................1 D. Penerapan Fluida Dalam Bidang Biologi................................................................................1

BAB V ......................................................................................................................................................14 FLUIDA UNTUK BIDANG KIMIA ........................................................................................................14 A. Pengertian Fluida............................................................................................................................1 B. Sifat Fluida......................................................................................................................................1 C. Jenis Alat Ukur Aliran Fluida .......................................................................................................1 D. Penerapan Fluida Dalam Bidang Kimia .................................................................................1 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................................................15



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Salah satu ciri kehidupan di era global dan digital saat ini adalah kompleksitas persoalan. Misalnya ketika berbicara tentang kebersihan maka tidak hanya bisa diselesaikan dari aspek agama melalui dakwah dan khutbah, tetapi juga memerlukan ilmu lain seperti kesehatan, lingkungan, ekonomi, sosial dan lain sebagainya. Maka watak dari era digital multidisiplin dan bahkan interdisiplin bahkan transdisiplin. Salah satu bentuk usaha problem solvinguntuk menjawab permasalahan global di atas adalah pembelajaran dengan pendekatan inter-multi- trans-disipliner. Pembelajaran inter-multi-trans-disipliner itu bersifat fleksibel dan mampu menjangkau hampir seluruh subyek pengetahuan. Sehingga, kesempatan untuk mendapatkan solusi dari beragam permasalahan dalam ilmu sosial dan sains semakin terbuka dan lebih efektif. Sebagai suatu keunggulan pengetahuan multidisipliner, interdisipliner bahkan transdisipliner sangat dibutuhkan Terutama pada bidang Fisika untuk mengakselerasi pembangunan di segala bidang karena studi studi multidisliner, interdisipliner dan transdisipliner lebih utuh dan integratif, sangat terbukaterhadapperkembangan terbaru dari perkembangan ilmu pengetahuan, metodologi, dan kemugkinan besar akan melahirkan hibida-hibrida ilmu pengetahuan baru. 1.2 Tujuan 1. Untuk memenuhi tugas rutin mata kuliah Fisika Dalam Interdisplin Ilmu 2. Untuk menambah wawasan para pembaca dalam memahami suatu konsep fisika 1.3 Manfaat Adapun manfaat dari penulisan makalah ini yaitu untuk memberikan informasi dan pengetahuan bagi pembaca tentang penerapan materi dan dapat lebih memahami mengenai suatu konsep fisika yang telah di sampaikan pada e-book berikut mengenai fisika dalam interdisiplin Ilmu.



BAB II KONSEP MEKANIKA DALAM BIDANG BIOLOGI 1.1 Penerapan Dalam Kesehatan Mekanika merupakan salah satu cabang ilmu di bidang fisika yang mempelajari tentang perubahan bentuk dan pergerakan suatu material yang disebabkan oleh gangguan mekanis yang disebut gaya. Mekanika adalah yang tertua dari semua disiplin ilmu dalam fisika. Ada nama- nama seperti Archimedes (287-212 SM), Galileo Galilei (1564-1642) dan Issac Newton (1642- 1727), pendiri bidang sains ini. Galileo adalah pendiri analisis dan eksperimen kinetik. Pada saat yang sama, Newton meringkas gejala dinamik dalam hukum gerak dan hukum gravitasi. Mekanika teknik atau disebut juga mekanika terapan adalah ilmu yang mempelajari tentang penerapan prinsip-prinsip mekanik. Mekanika terapan untuk mempelajari analisis dan desain sistem mekanik. Biomekanik diartikan sebagai penerapan mekanika pada sistem biologis. Biomekanik adalah kombinasi dari mekanika terapan dan ilmu biologi dan fisiologis. Biomekanik melibatkan tubuh manusia dan hampir semua organisme hidup. Dalam biomekanika, prinsip mekanik digunakan untuk menyusun, menganalisis, merancang, dan mengembangkan perangkat dan sistem di bidang biologi dan kedokteran. Biomekanik merupakan salah satu ilmu yang membahas tentang aspek mekanis dari gerakan manusia. Biomekanik merupakan gabungan dari ilmu mekanik, antropometri dan ilmu kedokteran dasar. Dalam pendekatan biomekanik, kita dapat menggunakan beberapa definisi biomekanik. Menurut Hatze, biomekanik adalah penggunaan pengetahuan dan metode mekanis untuk mempelajari struktur dan fungsi sistem biologis. Pada saat yang sama, menurut Hay, biomekanik adalah studi tentang gaya yang terjadi dalam struktur biologis dan efek gaya tertentu. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa biomekanika adalah ilmu yang menggunakan hukum fisika dan prinsip keteknikan untuk mempelajari gerakan-gerakan yang dialami oleh banyak bagian tubuh manusia dan gaya-gaya yang terjadi pada bagian-bagian tubuh manusia tersebut selama aktivitas normal.

Adapun tujuan mempelajari penerapan biomekanika dalam ilmu keolahragaan adalah : 1. Memahami konsep ilmiah dasar yang diterapkan dalam bentuk gerakan manusia. 2. Memahami bentuk / model gerakan dasar olahraga agar dapat dikembangkan dengan tepat. 3. Mampu memahami perkembangan gerakan dasar. 4. Mampu berolahraga dengan benar sesuai dengan ciri fisiknya. Tidak diragukan lagi dibutuhkan pengetahuan mekanika olahraga untuk memahami teknologi olahraga dan gerak manusia Menurut Agus Wibisono, biomekanik terbagi menjadi dua kategori yaitu: 1. General Biomechanic Ini merupakan bagian dari biomekanik yang membahas tentang hukum dan konsep dasar bahwa posisi tetap atau bergerak mempengaruhi organ manusia. Dibagi menjadi 2 yaitu : 1) Biomekanik merupakan bagian dari biomekanika umum, yang hanya menganalisis tubuh manusia dalam posisi tetap atau bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan yang seragam. 2) Biomekanika merupakan bagian dari biomekanika umum, tidak perlu mempertimbangkan gaya (kinematika) dan pergerakan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja dalam benda (kinetika) untuk menggambarkan pergerakan benda. 2. Occupational Biomechanic Ini dapat didefinisikan sebagai bagian dari biomekanik terapan, yang digunakan untuk mempelajari interaksi fisik antara pekerja dan mesin, material dan peralatan untuk meminimalkan ketidaknyamanan pada sistem muskuloskeletal, sehingga meningkatkan efisiensi kerja.

1.2 Sistem Kerangka Dan Otot Manusia (Musculoskeletal System) Di dalam tubuh manusia terdapat beberapa sistem koordinasi, salah satunya adalah sistem otot dan rangka (sistem muskuloskeletal). Sistem sebenarnya terdiri dari dua sistem, otot dan tulang. Keduanya saling terkait dalam melakukan gerakan manusia. Otot menempel pada tulang untuk menggerakkan tulang. Organ manusia yang menyusun sistem ini meliputi, yaitu : tulang, sendi tulang rawan, ligamen, dan otot. Dalam bidang kesehatan, biomekanik sangat dibutuhkan, karena dari biomekanik kita dapat menemukan pergerakan dan perubahan yang menimbulkan gaya. Dalam aktivitas sehari-hari, biomekanik memegang peranan penting, yaitu : 1. Menilai apakah pekerjaan itu berbahaya. 2. Mendesain ulang pekerjaan yang diterapkan. 3. Biomekanik membantu meminimalkan atau mencegah cedera yang disebabkan oleh olahraga. 4. Biomekanik membantu menciptakan teknologi baru untuk mendemonstrasikan keterampilan yang dapat meningkatkan efisiensi. Nilai analisis biomekanik terletak pada rentang postur atau posisi Mengevaluasi pekerjaan, apakah berbahaya atau tidak Biomekanik mengatur bagaimana mengevaluasi aktivitas kerja, pengukuran beban dan pengukuran tubuh. Standar keselamatan didasarkan pada beban tekan. Oleh karena itu berbagai kegiatan yang dianggap mudah tentunya menggunakan konsep biomekanik untuk menentukan posisi, yang menunjukkan bahwa posisi yang paling intens adalah posisi lurus. Karena pada posisi ini, pergelangan tangan tidak akan mendapat tenaga lebih dari telapak tangan. Karena dalam postur tubuh yang lurus, semua otot di antara tulang tuas bisa bekerja maksimal. Posisi 90 derajat ke bawah adalah posisi terburuk yang didapat. Pada posisi ini, otot perlu bekerja keras untuk memiringkan telapak tangan ke bawah 90 derajat, sehingga pada saat

memegang benda lain terlalu banyak tenaga yang dibutuhkan, sehingga efeknya tidak dapat maksimal. Tidak hanya banyak pekerjaan yang membutuhkan biomekanik, seperti mengangkat, mendorong, memotong, dll. Tentunya hal ini membutuhkan tenaga dan tenaga yang seimbang. Layaknya seorang atlet angkat besi, ia tentunya membutuhkan nutrisi untuk mengangkat benda-benda berat, karena ia membutuhkan ilmu gizi dalam hidupnya, dan karena ia memiliki ilmu gizi yang baik maka semoga seseorang mengetahui status gizinya yang baik sehingga ia dapat memberikan gizi sesuai dengan kebutuhan tubuh manusia. Menu bergizi seimbang memungkinkan mereka melakukan aktivitas sehari-hari.



BAB III BUNYI DALAM BIDANG BIOLOGI A. Konsep Fisika Bunyi Pada Pendengaran Manusia Telinga manusia (daun telinga/telinga bagian luar) hanya bisa menangkap suara sebesar 6-8 dB, sedangkan telinga gajah hanya berfungsi sebagai pelepas panas. Pada kanalis telinga tersebut terdapat malam (wax) yang berfungsi sebagai peningkatan kepekaan terhadap frekuensi suara. Suara yang masuk ke dalam telinga 99,9% mengalami refleksi dan hanya 0,1% saja yang ditransmisikan/diteruskan. Pada frekuensi kurang dari 400 Hz membran timpani bersifat “per” sedangkan pada frekuensi 4000 Hz membran timpani akan menegang. Telinga bagian tengah ini memegang peranan proteksi B. Bunyi dan faktor yang mempengaruhinya Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang dihantarkan melalui media padat, cair dan gas. Suara adalah bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia. Sifat gelombang bunyi memiliki arah ramabatan searah dengan arah getaran. Cepat rambat bunyi melalui media tertentu bergantung pada akar kuadrat modulus bulk dibagi massa jenis. Pada suhu kamar cepat rambat bunyi melalui udara 344 m/det. Pemanasan sampai dengan menyebabkan pemuaian berpengaruh terhadap cepat rambat bunyi. Pemuaian menyebabkan penurunan massa jenis benda, sehingga pada saat temperatur naik, cepat rambat bunyi meningkat.

C. Frekuensi Jumlah getaran (vibrasi) dalam satu gelombang disebut dengan frekuensi. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz). Besar frekunsi dapat dikelompokan menjadi 3, yaitu:  20 Hz disebut dengan infrasonik  20 Hz hingga 20.000 Hz disebut dengan audiosonik  20.000 Hz disebut dengan ultrasonik Telinga manusia dapat mendengar bunyi pada frekuensi sonik. Bunyi pada frekuensi ultrasonik banyak dipakai dalam praktek Kedokteran untuk menegakan diagnosis, melakukan terapi dan rehabilitasi. Pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk diagnosis adalah penggunaan alat ultrasonografi (USG). Ultrasonik juga digunakan untuk terapi panas (diathermi) pada penderita kaku sendi dan memecahkan batu saluran kemih menggunakan teknologi ESWL. D. Intensitas bunyi Intensitas adalah besarnya daya per satuan luas. Intensitas bunyi memiliki skala desibel, diperoleh dari logaritma perbandingan antara intensitas bunyi pada media tertentu (I) dengan intensitas bunyi standar yaitu sebesar 10 -12 watt/ I = P/ r2 dimana dB = 10 log (I/Io) Daftar intensitas bunyi yang masih dapat didengarkan oleh manusia adalah sebagai berikut: Daftar skala Intensitas Kebisingan

E. Karakteristik Bunyi Gelombang bunyi yang mengenai suatu permukaan, seperti tubuh manusia dapat mengalami 3 kemungkinan, yaitu: dipantulkan, diserap atau diteruskan. Hal ini bergantung pada jenis permukaan (media) dan ketebalanya. Semakin padat molekul penyusun media tersebut berpotensi memantulkan gelombang bunyi. Semakin tebal permukaan media tersebut berpotensi lebih besar menyerap bunyi tersebut. Ukuran ketebalan media yang dibutuhkan untuk menurunkan intensitas bunyi hingga separuhnya disebut dengan nilai paruh ketebalan jaringan. Berikut ini adalah nilai paruh dari beberapa jaringan tubuh manusia ketika dilewati gelombang bunyi.

F. Aplikasi Gelombang Bunyi Dalam Keidupan Sehari-Hari Gelombang dapat diartikan sebagai getaran yang merambat atau gangguan yang menyebarkan energi oleh getaran. Medium perambatan gelombang dapat berupa zat padat, cair, dan gas. Jenis gelombang sangat banyak seperti gelombang ultrasound, gelombang longitudinal, gelombang transfersal, gelombang suara dan lainnya. Ternyata, konsep gelombang dapat ditemukan pada bidang kimia dan biologi. Untuk mengetahui penerapannya, berikut contoh- contoh yang memanfaatkan konsep gelombang pada bidang biologi dan kimia. A. USG (Ultrasonografi Ultrasonografi (USG) merupakan salah satu imaging diagnostik (pencitraan diagnostik) untuk pemeriksaan alat alat dalam tubuh manusia, dimana kita dapat mempelajari bentuk, ukuran anatomis, gerakan serta hubungan dengan jaringan sekitarnya. USG ini merupakan salah satu contoh penerapan gelombang bunyi karena prinsip kerjanya menggunakan gelombang ultrasonik. Ultrasonik adalah gelombang suara dengan frekwensi lebih tinggi daripada kemampuan pendengaran telinga manusia, sehingga kita tidak bisa mendengarnya sama sekali. Suara yang dapat didengar manusia mempunyai frekwensi antara 20 – 20.000 Cpd (Cicles per detik- Hertz). Sedangkan dalam pemeriksaan USG ini menggunakan frekwensi 1- 10 MHz (1- 10 juta Hz).

Gelombang suara frekwensi tingi tersebut dihasilkan dari kristal-kristal yang terdapat dalam suatu alat yang disebut transducer. Perubahan bentuk akibat gaya mekanis pada kristal, akan menimbulkan tegangan listrik. Fenomena ini disebut efek Piezo-electric, yang merupakan dasar perkembangan USG selanjutnya. Bentuk kristal juga akan berubah bila dipengaruhi oleh medan listrik. Sesuai dengan polaritas medan listrik yang melaluinya, kristal akan mengembang dan mengkerut, maka akan dihasilkan gelombang suara frekwensi tinggi. Citra yang dihasilkan dari USG adalah memanfaatkan hasil pantulan (echo) dari gelombang ultrasonik apabila ditrasmisikan pada tissue atau organ tertentu. Echo dari gelombang tersebut kemudian dideteksi dengan transduser, yang mengubah gelombang akusitik ke sinyal elektronik untuk dioleh dan direkonstruksi menjadi suatu citra. Perkembangan tranduser ultrasonik dengan kemampuan resolusi yang baik, diikuti dengan makin majunya teknologi komputer digital serta perangkat lunak pendukungnya, membuat pengolahan citra secara digital dimungkinkan dalam USG, bahkan untuk membuat rekonstruksi bentuk janin bayi dalam 3 dimensi dan 4 dimensi sudah mulai dikenal. B. Bunyi Ultrasonik Pada Hewan Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kilo Hertz.

Hanya beberapa hewan yang menggunakan konsep ultrasonik, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi, sedangkan kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) frekuensi gelombang suara (sonik). Lumba-lumba bernapas melalui lubang yang ada di atas kepalanya. Tepat di bawah lubang ini, terdapat kantung-kantung kecil berisi udara. Dengan mengalirkan udara melalui kantung-kantung ini. Lumba-lumba menghasilkan bunyi dengan frekuensi tinggi. Kantung udara ini berperan sebagai cermin akustik yang memfokuskan bunyi yang dihasilkan oleh gumpalan kecil jaringan lemak yang berada tepat dibawah lubang pernapasan. Kemudian, bunyi ini dipancarkan ke arah sekitarnya secara terputus-putus. Gelombang bunyi lumba-lumba segera memantul kembali bila membentur suatu benda. Pantulan gelombang bunyi tersebut ditangkap di bagian rahang bawahnya yang disebut “jendela akustik”. Dari bagian tersebut, informasi bunyi diteruskan ke telinga bagian tengah. Dan akhirnya diteruskan ke otak untuk diterjemahkan. Menurut Cracknell (1980), hasil penelitian lanjut dapat diketahui bahwa kelelawar mengeluarkan pulsa gelombang ultrasonik dengan frekuensi sekitar 40-50 kHz. Bentuk telinga kelelawar yang seperti corong berfungsi sebagai penerima gelombang ultrasonik yang dibalikkan seperti cara kerja alat radar penerima. Frekuensi ultrasonik akan ditinggikan oleh kelelawar apabila hendak menangkap mangsa secara memintas. Denyut ultrasonik yang dipancarkan oleh kelelawar akan dipantulkan apabila terkena mangsanya. Fenomena ini seperti gema dimana bunyi dipantulkan apabila tiba di satu media. Pulsa ini kemudian dianalisis oleh sistem otak kelelawar yang agak kompleks untuk menginterpretasi dan mengetahui posisi mangsanya atau objek lain yang akan diterkam. Kelelawar menggunakan kantung jaringan (web-pocket) yang terletak di bahagian ekor dan dengan bantuan sayapnya untuk memerangkap mangsanya. Lingkungan dengan tingkat kebisingan tinggi tidak akan melemahkan sistem radar yang ada pada kelelawar tetapi jika rekaman gelombang bunyi dirinya sendiri maka akan berpengaruh kepada kemampuan kelelawar untuk menganalisis pantulan denyut pulsa yang diterimanya. Rekaman gelombang bunyi tersebut sebenarnya telah mewujudkan tingkat kebisingan yang hampir sama dan menyerupai gelombang ultrasonic.

C. Tes Schwabach Tes ini membandingkan jangka waktu konduksi tulang melalui verteks atau prosesus mastuideus penderita dengan konduksi tulang si pemeriksa. Pada tuli konduksi, konduksi tulang penderita lebih panjang daripada sipemeriksa. Pada tuli saraf/persepsi konduksi tulang sangat pendek. Kemudian menurut Liston (1997), cara melakukan tes Schwabach adalah garpu tala digetarkan, tangkai garpu tala diletakkan pada prosesus mastoideus sampai tidak terdengar bunyi. Kemudian tangkai garpu tala segera dipindahkan pada prosesus mastoideus telinga pemeriksa yang pendengarannya normal. Bila pemeriksa masih dapat mendengar disebut Schwabach memendek, bila pemeriksa tidak dapat mendengar, pemeriksaan diulang dengan cara sebaliknya, yaitu garpu tala diletakkan pada prosesus mastoideus pemeriksa lebih dulu. Bila penderita masih dapat mendengar bunyi disebut Schwabach memanjang dan bila pasien dan pemeriksa kira-kira sama-sama mendengarnya disebut Schwabach sama dengan pemeriksa. D. Stetoskop Stetoskop (bahasa Yunani: stethos, dada dan skopeein, memeriksa) adalah sebuah alat medis akustik untuk

memeriksa suara dalam tubuh. Dia banyak digunakan untuk mendengar suara jantung dan pernapasan, meskipun dia juga digunakan untuk mendengar intestine dan aliran darah dalam arteri dan \"vein\". Stetoskop akustik yang paling umum digunakan, dan beroperasi dengan menyalurkan suara dari bagian dada, melalui tabung kosong berisi-udara, ke telinga pendengar. Bagian \"chestpiece\" biasanya terdiri dari dua sisi yang dapat diletakaan di badan pasien untuk memperjelas suara; sebuaah diaphgram (disk plastik) atau \"bell\" (mangkuk kosong). Bila diaphgram diletakkan di pasien, suara tubuh menggetarkan diaphgram, menciptakan tekanan gelombang akustik yang berjalan sampai ke tube ke telinga pendengar. Bila \"bell\" diletakkan di tubuh pasien getaran kulit secara langsung memproduksi gelombang tekanan akustik yang berjalan ke telinga pendengar. Bell menyalurkan suara frekuensi rendah, sedangkan diaphgram menyalurkan frekuensi suara yang lebih tinggi. Stetoskop dua sisi ini diciptakan oleh Rappaport dan Sprague pada awal abad ke-20. Permasalahan dengan akustik stetoskop adalah tingkatan suara sangat rendah, membuat diagnosis sulit. Contoh: 1. Kuat lemahnya nada/bunyi bergantung pada ... . a. Amplitudo b. Panjang gelombang c. Frekuensi d. Kecepatan e. Pola Getar f. Jawaban: A Kuat lemah bunyi/keras - pelannya bunyi / intensitas bunyi dipengaruhi oleh amplitudo, energi dan daya bunyi



BAB IV OPTIK UNTUK BIDANG BIOLOGI A. Mata Kemampuan kita dalam melihat suatu benda atau lingkungan sekitar kita tidak terlepas dari peran salah satu alat optik yang kita miliki, yaitu mata. Konstruksi mata berbentuk menyerupai bola dengan permukaan luar melengkung. Pada bagian depan mata terdapat kornea (cornea) yang berfungsi untuk melindungi mata bagian dalam. Di belakang kornea terdapat cairan mata (aqueous humor) yang berfungsi untuk membiaskan cahaya. Pantulan cahaya dari benda yang masuk ke mata dibiaskan oleh cairan mata dan masuk melalui celah lingkaran yang disebut pupil, dan pupil ini dibentuk oleh iris yang dapat berkontaksi sesuai dengan intensitas cahaya yang masuk ke mata. Pada daerah yang terang, pupil akan mengecil, dan sebaliknya, pada daerah yang gelap, pupil akan membesar Pembiasan cahaya yang masuk ke mata diatur oleh lensa mata yang dapat berakomodasi. Daya akomodasi merupakan kemampuan lensa untuk dapat memipih atau menebal sesuai dengan jarak benda yang dilihat. Lensa mata akan berakomodasi bila melihat benda-benda yang dekat (dalam hal ini keadaan lensa mata menjadi cembung) dan lensa mata tidak berakomodasi ketika melihat benda-benda yang jauh (dalam hal ini keadaan lensa mata menjadi pipih). Kemampuan lensa mata untuk menebal dan memipih ini diatur oleh otot siliar (ciliary body).

Pada prinsipnya lensa mata berfungsi untuk memfokuskan cahaya menuju ke retina yang terhubung ke syaraf-syaraf optik (optic nerve) yang kemudian diubah menjadi sinyalsinyal yang diteruskan ke otak, sehingga kita memperoleh kesan melihat benda. Bayangan benda yang jatuh di retina bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Jangkauan penglihatan mata pada saat tidak berakomodasi dinamakan titik jauh (punctum remotum), sedangkan jangkauan penglihatan mata pada saat berakomodasi maksimum dinamakan titik dekat (punctum proxium). Untuk mata normal (emetropi), titik jauhnya berada di jarak tak hingga (~) dan titik dekatnya berada di sekitar. B. Cacat Mata dan Memperbaiki Penglihatan Jika kita memiliki penglihatan yang baik, maka semestinya kita dapat melihat benda secara jelas pada jarak 25 cm atau lebih. Namun pada kenyataannya banyak orang yang merasa memerlukan koreksi pada penglihatan. Ketidaknormalan penglihatan dinamakan cacat mata (aberasi). Terdapat beberapa cacat mata yang akan kita bicarakan disini, antara lain rabun jauh (miopi), rabun dekat (hipermetropi), mata tua (presbiopi), dan asigmatisma (silindris). Untuk memperoleh penglihatan normal, bayangan suatu benda harus difokuskan tepat pada retina. 1. Rabun jauh (miopi) Rabun jauh merupakan salah satu cacat mata dimana mata tidak dapat melihat bendabenda yang jauh. Hal ini terjadi karena lensa mata tidak dapat memipih sebagaimana mestinya, sehingga bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina (tidak jatuh tepat pada retina). Mata rabun jauh mempunyai titik jauh pada jarak tertentu dan titik dekatnya lebih kecil daripada titik dekat mata normal. Cacat mata rabun jauh dapat diperbaiki dengan menggunakan kacamata berlensa cekung (negatif), sehingga benda-benda yang letaknya jauh itu dibentuk bayangan maya yang lebih dekat dengan mata dan oleh lensa mata bayangan itu kembali dibuat bayangan nyata tepat pada retina.

Gambar Mata rabun jauh dan koreksinya 2. Rabun dekat (hipermetropi) Rabun dekat merupakan salah satu cacat mata dimana mata tidak dapat melihat benda-benda yang dekat. Rabun dekat disebabkan oleh ketidakmampuan lensa mata untuk menebal (mencembung) sebagaimana mestinya ketika digunakan untuk melihat benda pada jarak yang dekat. Lensa mata terlalu pipih sehingga menyebabkan titik dekat mata tidak lagi sekitar 25 cm tetapi bergeser ke titik yang lebih besar dari itu. Cacat mata rabun dekat dapat diperbaiki dengan menggunakan kacamata berlensa cembung (positif), sehingga dari benda-benda yang dekat dibentuk bayangan maya yang tegak dan diperbesar, dan oleh lensa mata bayangan tersebut menjadi objek tegak dan diperbesar, dan oleh lensa mata bayangan tersebut menjadi objek yang dapat menghasilkan bayangan baru yang nyata, terbalik, di perkecil, dan jatuh tepat pada retina.

3. Mata tua (presbiopi) Mata tua atau presbiopi merupakan cacat mata yang berupa pengurangan daya akomodasi mata dan umumnya terjadi pada usia lanjut. Pada mata tua, baik titik dekat maupun titik jauh mata sudah bergeser dari keadaan normalnya. Hal ini disebabkan otot- otot mata sudah tidak lagi mampu berakomodasi secara sempurna. Cacat mata tua dapat diatasi dengan menggunakan kacamata berlensa ganda (kacamata bifocal), yaitu kacamata yang pada bagian bawahnya merupakan lensa positif (untuk melihat benda-benda dekat), dan pada bagian atasnya merupakan lensa negatif (untuk melihat benda- benda jauh). 4. Asigmatisma (silindris) Asigmatisma atau silindris merupakan cacat mata dimana mata tidak dapat membedakan garis-garis horisontal dan vertikal secara bersamaan. Hal ini karena kornea mata tidak mempunyai jari-jari kelengkungan yang tetap atau tidak berbentuk sferis. Cacat mata asigmatisma dapat diatasi dengan menggunakan kacamata berlensa silindris.

B. Kamera Kita telah membahas mengenai mata, bagian-bagiannya serta beberapa gangguan pada mata. Ada satu jenis alat optik yang memiliki cara kerja mirip dengan cara kerja mata, yaitu kamera. Kamera merupakan alat optik yang berfungsi untuk mengambil gambar suatu objek atau benda. Jenis-jenis kamera yang dikenal diantaranya kamera autofokus, kamera single-lens reflex (SLR), dan kamera digital. Pada dasarnya kamera terdiri dari beberapa bagian, diantaranya:  Lensa cembung (+), yang berfungsi untuk membiaskan cahaya sehingga terbentuk bayangan benda di film.  Film, yang berfungsi untuk menangkap bayangan.  Diafragma, yaitu alat pengatur banyak sedikitnya cahaya yang boleh masuk.  Penutup lensa.

Ketika kita mengambil gembar sebuah benda dengan menggunakan kamera, cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut masuk ke lensa kamera. Banyaknya cahaya yang masuk ke dalam kamera diatur oleh diafragma (mirip dengan pupil pada mata), dan pengatur cahaya (shutter). Untuk menghasilkan kualitas gambar yang baik dan tajam, maka perlu diatur fokus lensanya, yaitu dengan memajukan atau memundurkan lensa tersebut. Dengan pengaturan yang tepat, maka pantulan bayangan benda tersebut akan tepat jatuh pada film foto (film foto mirip dengan retina pada mata). Bayangan gambar yang dihasilkan pada kamera bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Untuk melihat persamaan pembentukan bayangan pada kamera dan pada mata, Anda dapat melihatnya pada Gambar 8.31. Gambar 8.31. Persamaan Pembentukan Bayangan Pada Kamera Dan Mata C. Lup Lup atau kaca pembesar merupakan sebuah alat optik yang terdiri dari sebuah lensa cembung rangkap (bikonveks). Lup berfungsi untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar. Bayangan yang dibentuk oleh lup bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Pembentukan bayangan dengan dan tanpa menggunakan lup atau kaca pembesar dapat Anda lihat pada Gambar 8.32.

Gambar 8.32. Pembentukan bayangan dengan menggunakan lup (atas) dan tanpa lup (bawah) Pembesaran bayangan yang dihasilkan oleh lup bergantung pada keadaan akomodasi mata. Dengan menggunakan persamaan lensa, dapat kita peroleh bahwa besar pembesaran bayangan oleh lup adalah sebagai berikut:  Untuk keadaan mata berakomodasi maksimum, perbesaran bayangan dinyatakan oleh persamaan: M= Sn + 1 f  Untuk keadaan mata tidak berakomodasi, pembesaran bayangan dinyatakan oleh persamaan: M = Sn f Contoh: 1. Seorang siswa melihat sebuah benda kecil dengan menggunakan lup yang berjarak fokus 10 cm. Jika benda diletakkan di titik fokus lup, tentukan perbesaran lup.

Jawaban: Diketahui: f = 10 cm s = 10 cm (karena benda diletakkan di titik fokus lup) Ditanyakan: M = ………? Pembahasan: Jika benda diletakkan di titik fokus lensa, maka pengamat mengamati dengan mata tidak berakomodasi. Jadi, perbesarannya dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut. M = sn f M = 25 10 M = 25 10 M = 2,5 kali Jadi, perbesaran bayangannya adalah 2,5 kali. D. Mikroskop Mikroskop merupakan alat optik yang berfungsi untuk melihat benda-benda kecil (mikro) seperti bakteri, penampang sel, dan sejenisnya. Pertama kali mikroskop dibuat oleh seorang ilmuwan Belanda, Antoni van Leeuwenhoek (1632 – 1723), yang terdiri dari gabungan dua buah lensa cembung. Dengan menggunakan mikroskop sederhana bisa dihasilkan pembesaran bayangan hingga kira-kira 300 kali lebih besar dari bendanya. Gambar penampang sebuah mikroskop diperlihatkan pada Gambar 8.33.

Gambar 8.33. Penampang sebuah mikroskop Pada dasarnya sebuah mikroskop terdiri dari dua buah lensa lembung (bikonvek). Lensa cembung pertama terletak di dekat mata, dinamakan lensa okuler, dan lensa cembung kedua terletak di dekat benda, dinamakan lensa objektif. Ketika kita mengamati sebuah benda dengan menggunakan sebuah mikroskop, maka bayangan benda dihasilkan oleh lensa objektif di belakang lensa objektif. Kemudian bagi lensa okuler, bayangan ini menjadi benda, sehingga dihasilkan bayangan akhir oleh lensa okuler yang berukuran beberapa kali lebih besar. Proses perjalanan sinar pada mikroskop dapat dilihat pada Gambar 8.34. Gambar 8.34. Perjalanan sinar pada mikroskop E. Teleskop Teleskop atau teropong merupakan sebuah alat optik yang digunakan untuk melihat benda- benda yang letaknya jauh agar tampak lebih dekat dan jelas. Teleskop pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei (1564 – 1642) pada tahun 1609. Gambar 8.35 memperlihatkan teleskop pertama yang dibuat oleh Galileo.

Gambar 8.35. Teleskop Galileo Pada dasarnya ada dua jenis teleskop yaitu teleskop bias dan teleskop pantul. Hal ini didasarkan pada cara kerjanya yang berdasarkan prinsip pembiasan dan prinsip pemantulan. Teleskop bias ini bekerja berdasarkan prinsip pembiasan, sehingga teleskop jenis ini menggunakan sejumlah lensa. Seperti halnya mikroskop, teleskop bias menggunakan lensa objektif dan lensa okuler. Beberapa contoh teleskop bias diantaranya teleskop bintang atau teleskop astronomi, teleskop bumi, teleskop panggung, dan teleskop prisma atau teleskop binokuler. Struktur teleskop bias diperlihatkan pada Gambar 8.36. Gambar 8.36. Teleskop bias Disamping teleskop bias, ada yang dinamakan teleskop pantul, atau disebut juga teleskop Newtonian. Teleskop pantul ini bekerja berdasarkan prinsip pembiasan dan pemantulan, sehingga teleskop jenis ini menggunakan sejumlah lensa dan cermin. Teleskop pantul menggunakan cermin cekung sebagai objektif dan lensa cembung sebagai okuler. Struktur teleskop pantul diperlihatkan pada Gambar 8.37.

Gambar 8.37. Teleskop pantul Sama seperti mikroskop, teleskop bias juga terdiri dari dua lensa cembung sebagai alat optiknya yakni lensa okuler dan lensa objektif. Lensa okuler berada dekat dengan mata pengamat sedangkan lensa objektif berada atau mengarah pada objek atau benda jauh yang akan diamati. Jika pada mikroskop benda yang diamati berada pada jarak tertentu, sedangkan pada teropong bias benda yang kita amati berada pada jarak tak hingga (sob = ∞). Berikut gambar pembentukan bayangan akhir dari suatu teleskop bintang (teleskop bias). Pada gambar di atas terlihat bahwa benda yang jaraknya tak hingga (sob = ∞) yang berada di depan lensa objektif akan membentuk bayangan di belakang lensa objektif pada jarak fokus lensa objektif (s’ob = f ob). Bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif akan dijadikan benda oleh lensa okuler. Lensa okuler ini akan berfungsi sebagai lup Untuk mata berakomodasi maksimum, jarak benda harus lebih kecil dari jarak fokus pada lensa okuler (sok < fok) dan jarak bayangan yang dihasilkan sama dengan jarak nornal mata (s’ok = sn). Pembesaran anguler teleskop bias pada saat mata berakomodasi maskimum yakni: M = α β M = tan α tan β M = fok sok

Panjang teleskop bias jika mata berakomodasi maksimum yakni: L = s’ob + sok atau L = fob + sok Sedangkan untuk mata tidak berakomodasi, jarak benda jarak benda harus sama dengan jarak fokus pada lensa okuler (sok = fok) dan jarak bayangan yang dihasilkan pada jarak tak terhingga (s’ok = ∞). Pembesaran anguler teleskop bias pada saat mata tidak berakomodasi yakni: M = α β M = tan α tan β M = fok fok Panjang teleskop bias jika mata tidak berakomodasi yakni: L = fob + fok Contoh: 1. Sebuah teleskop bias memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 100 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 5 cm. Hitunglah pembesaran sudut dan panjang teleskop jika: a). mata tanpa akomodasi

Penyelesaian: a) Untuk mata tanpa berakomodasi maka pembesarannya: M= fok fok M= M = 20 kali L = fob + fok L = 100 cm + 5 cm L = 105 cm Jadi, pembesaran sudut dan panjang teleskop jika mata tanpa akomodasi adalah 20 kali dan 105 cm



BAB V FLUIDA UNTUK BIDANG BIOLOGI A. Pengertian Fluida Fluida merupakan sesuatu yang dapat mengalir sehingga sering disebut sebagai zat alir. Fluida adalah sub-himpunan dari fasebenda, termasuk cairan, gas, plasma, dan padat plastik. Beberapa perbedaan diantara ketiganya adalah fase padat, zat mempertahankan bentuk dan ukuran yang tetap, meskipun suatu gaya yang besar dikerjakan pada benda tersebut. Fase cair, zat tidak mempertahankan bentuk yang tetap melainkan mengikuti wadahnya. Tetapi seperti halnya fase padat, pada fase cair zat tidak mudah dimampatkan dan volumenya dapat diubah hanya jika dikerjakan gaya yang sangat besar. Fase gas, zat tidak mempunyai bentuk tetap, tetapi akan mengembang mengisi seluruh wadah. Karena fase cair dan gas memiliki karakter tidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap, maka keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir dengan demikian keduanya disebut fluida. Salah satu ciri fluida adalah kenyataan bahwa jarak antar molekulnya tidak tetap bergantung pada waktu. Ini disebabkan lemahnya ikatan antara molekul (gaya kohesi) adapun fluida memiliki sifat tidak menolak terhadap perubahan bentuk dan kemampuan untuk mengalir (atau umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk dari wadah mereka). Sifat ini biasanya dikarenakan gaya kohesi antar molekul gas sangat kecil jika dibandingkan gaya kohesi antar molekul zat cair. Keadaan ini menyebabkan molekul- molekul gas menjadi relatif bebas sehingga gas selalu memenuhi ruang. Sebaliknya molekul- molekul zat cair terikat satu sama lainnya sehingga membentuk suatu kesatuan yang jelas, meskipun bentuknya sebagian ditentukan oleh wadahnya. Akibat lainnya adalah kemapuannya untuk 9 dimampatkan. Gas bersifat mudah dimampatkan dengan tekanan yang cukup besar akan berubah menjadi zat cair. Adapun fluida dapat digolongkan dalam dua macam yaitu fluida statis (hidrostatis) yang mempelajari tentang fluida yang tak bergerak dan fluida dinamis (hidrodinamis) mempelajari tentang fluida bergerak.

B. Konsep Fluida Agar peran fluida dalam tubuh manusia dapat lebih dipahami, perlu diingat beberapa konsep dasar tentang fluida. antara lain:  Kadar atau konsentrasi. Semua fluida dalam tubuh manusia mengandung zat-zat tertentu, baik dalam bentuk larutan, suspensi maupun sebagai koloid. Kadar zat pada fluida bisa dinyatakan secara mutlak dengan satuan konsentrasi tertentu, misalnya molar atau persen. Kadar zat pada suatu fluida juga bisa dinyatakan sebagai kadar relatif terhadap fluida lain, misalnya isotonik, hipertonik, atau hipotonik yang didasarkan pada kadar zat rata-rata pada darah.  Ruang atau kompartemen. Suatu fluida tersimpan dalam suatu ruang atau kompartemen tertentu, misalnya sitoplasma sel yang yang berada di dalam sel sehingga disebut cairan intrasel. Cairan lain yang berada di luar sel, disebut cairan ekstrasel. Cairan ekstrasel bisa dibagi lagi menjadi cairan interstisial yang berada di antara sel dan cairan intravaskuler yang berada di dalam pembuluh darah.  Pertukaran atau perpindahan fluida. Perpindahan fluida dapat terjadi dalam satu kompartemen yang sama maupun lintas kompartemen. Meskipun secara makroskopis suatu fluida tubuh tertentu hanya terbatas pada kompartemennya sendiri, secara mikroskopis tidaklah demikian. Zat-zat yang terkandung di dalam fluida dapat berpindah dari satu kompartemen ke kompartemen lain melalui pembatas yang bersifat semipermeabel. Sifat semipermeabel adalah sifat suatu membran yang menghalangi perpindahan suatu zat dalam sebuah fluida namun tidak membatasi zat lain dalam fluida yang sama. Secara makroskopis, faktor yang menyebabkan perpindahan fluida antara lain adalah gaya- gaya tertentu. Pada cairan, gaya ini dapat berupa gaya hidrostatik ataupun gaya osmotik koloid (disebut juga gaya onkotik). Pada gas, gaya ini misalnya berupa gaya tekan gas. Pada skala mikroskopis, perpindahan antar-kompartemen yang terjadi pada zat terlarut dalam fluida bisa terjadi secara aktif maupun secara pasif. Pertukaran zat secara aktif maksudnya adalah pertukaran yang membutuhkan energi dari pemecahan senyawa tertentu yang diikuti pelepasan energi, misalnya pemecahan adenosine trifosfat (ATP) menjadi adenosine difosfat (ADP), fosfat

non-organik (Pi), dan sejumlah energi yang akan digunakan untuk pertukaran tersebut di atas. Selain itu, pertukaran zat juga bisa terjadi secara pasif. Pertukaran pasif ini bisa terjadi karena adanya perbedaan atau yang biasa disebut gradien. Gradien ini bisa berupa gradien tekanan, konsentrasi, atau gradien antara dua kompartemen. Pertukaran fluida secara makroskopis dan mikroskopis ini diperlukan dalam rangka menjaga keseimbangan dinamis yang menjadi kunci homeostasis. Contohnya, pertukaran ion-ion dalam menjaga keseimbangan asam-basa tubuh, pertukaran gas-gas pernapasan dalam menjaga keseimbangan metabolism tubuh, dan lain-lain. Secara makroskopis, perpindahan fluida tubuh dalam suatu kompartemen mengikuti prinsip dasar fisika fludia yang berlaku secara umum. Ada perbedaan kecil antara prinsip fluida umum dan fluida tubuh yaitu bahwa tubuh mampu memodifikasi diameter pembuluh tempat fluida secara otomatis. Selain perbedaan kecil tersebut, prinsip-prinsip fisika fluida lain dapat diterapkan dalam memahami sifat aliran fluida tubuh. Ada beberapa cairan tubuh yang mengikuti prinsip fisika fluida, antara lain darah dan urin. Pada kedua cairan tubuh ini, hubungan antara besar aliran, kecepatan aliran, tekanan, diameter dan radius pembuluh, resistansi fluida, panjang pembuluh, luas penampang pembuluh, serta kekentalan atau viskositas dapat dijelaskan sesuai Hukum Ohm dan Hukum Poiseuille. C. Jenis-Jenis Fluida Fluida dibagi menjadi dua bagian yakni fluida statis (fluida diam) dan fluida dinamis (fluida bergerak). Fluida statis ditinjau ketika fluida yang sedang diam atau berada dalam keadaansetimbang. Fluida dinamis ditinjau ketika fluida ketika sedang dalam keadaan bergerak). 1. Fluida Statis Suatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan fluida. Cairan adalah salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat padat. Letak partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar partikelnya lemah. Gas juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya sangat sehingga diabaikan. Apabila fluida mengalami gaya geser maka akan siap untuk mengalir. Tekanan dalam fluida statis adalah zat alir yang tidak dalam kondisi bergerak. Contohnya air dalam gelas dan air dalam bak mandi. Ilmu fisikawan yang mempelajari fluida diam disebut Hidrostatistika, sedangkan yang mempelajari fluida bergerak disebut sebagai Hidrodinamika.Hidrodinamika yang khusus mempelajari aliran gas dan udara dinamakan

Aerodinamika. Massa jenis atau kerapatan suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan massa dengan volume zat tersebut. Secara matematis, massa jenis dirumuskan sebagai berikut : 2. Fluida Dinamis Fluida dinamis merupkan fluida yang berada dalam kondisi bergerak atau dalam kondisi mengalir. Fluida ini mempunyai karakter yang khas, misalnya Udara dan air juga mempunyai karakter berbeda. Udara dapat ditekan sehingga menempati volume yang lebih kecil, tetapi air tidak dapat diperlakukan serupa. Minyak pelumas dan air mempunyai kekentalanyang berbeda. Oleh karena itu, fluida mempunyai beberapa sifat sebagai berikut: 1. Kemampuan (Compressibility), yaitu kemampuan fluida untuk mengalami perubahan volume ketika ditekan (dimampatkan). Hampir semua zat cair tidak dapat dimampatkan (incompressible). Gas pun dalam kondisi tertentu dapat dianggap tidak termampatkan, misalnya saja dengan mengatur alirannya sedemikian rupa sehingga perubahan tekanan pada setiap titiknya tidak terlalu besar. 2. Kecepatan aliran, jika kecepatan pada setiap titiknya tidak mengalami perubahan, alirannya disebut aliran tunak (steady flo) dan yang sebaliknya disebut aliran tak tunak (nonsteady flow). Aliran tunak hanya mengizinkan arah arus dan kecepatan arus yang sama pada setiap titiknya. Apabila ditemukan fluida yang tidak memenuhi keadaan tersebut, fluida itu merupakan fluida tak tunak. Air yang mengalir dengan kecepatan rendah merupakan contoh aliran tunak, tetapi ketika dipercepat alirannya menjadi tak tunak. 3. Orientasi aliran, pada sifat ini ada fluida yang mengalami perputaran (rotational) ada juga yang tidak mengalami perputaran (irrotational). Ambillah sebuah roda kecil atau benda yang dapat dimasukkan kedalam fluida, kemudian perhatikan. Apabila suatu ketika benda tersebut terlihat berputar maka aliran fluida tentu mengalami putaran di titik benda tersebut berputar.

4. Kekentalannya (viscosity), fluida yang kental akan lebih sulit mengalir jadi kekentalan setara dengan gaya gesekan untuk benda padat. D. Penerapan Fluida dalam Bidang Biologi a) Alat Medis yang Bekerja dengan Prinsip Tekanan Hidrostatik Perbedaan tekanan antara cairan di botol dan cairan yang masuk ke dalam pembuluh darah pasien dapat dihitung dari tekanan total, yaitu: ������ = ������ + ������������ℎ ������ − ������ = ������������ℎ ������������ = ������������ℎ Dimana h = tinggi tabung terhadap lengan.

b) Peralatan Medis yang Bekerja dengan Prinsip Asas Pascal  Tensimeter Pembacaan tinggi air raksa di dalam kolom tabung manometer adalah menunjukkan tekanan puncak atau (systolic) dan tekanan paling bawah (diastolic). Manset dipasang mengikat mengelilingi lengan, lalu diisi udara dengan tekanan > tekanan arteri (brachial), kemudian secara perlahan-lahan tekanannya diturunkan. c) Penerapan Persamaan Kontinuitas pada Model Aliran Darah Keseluruhan sistem peredaran darah (sistem kardiovaskuler) yang terdiri dari arteri, arteriola, kapiler,

venula dan vena dapat diasumsikan seperti model pipa. Dengan mengacu pada persamaan di bawah ini : ������������������������ = ������������������������ maka semakin kecil luas penampang pembuluh darah, maka laju atau kecepatan aliran darahnya semakin besar, demikian pula sebaliknya. d) Penerapan Persamaan Bernouli pada Model Aliran Darah Pada persamaan Bernoulli, jika nilai tekanan antara ujung 1 dan 2 dianggap sama, maka : Persamaan di atas dapat kita gunakan untuk menghitung laju aliran darah pada suatu organ tubuh yang terletak pada ketinggian tertentu terhdap kelajuan aliran darah di aorta jantung. v2 = laju aliran darah pada aorta



BAB VI FLUIDA DALAM BIDANG KIMIA A. Pengertian Fluida Fluida sangat dikenal di industri kimia. Fluida diartikan sebagai sebuah cairan/zat yang mampu mengalami perubahan bentuk secara terus menerus, apabila terkena gaya geser atau tekanan, baik kecil sekalipun. Meski sering disebutkan mengalir, tapi fluida tidak melulu zat cair. Dari bentuknya, terdapat dua jenis fluida yakni fluida minyak dan fluida gas. Fluida gas memiliki sifat yang dapat mengalir dan bisa berubah bentuk apabila terkena tekanan tertentu. Tentu saja, benda padat tidak termasuk fluida karena tidak mampu mengalir dan tidak mampu mengalami perubahan secara kontinyu. Berdasarkan jarak pisah, maka fluida gas memiliki jarak pisah yang relatif jauh, sedangkan fluida cair memiliki jarak pisah yang cukup kecil. Jarak tersebut terbentuk karena fluida merupakan molekul-molekul yang tersusun menjadi sebuah gugusan. Antar molekul tidak bisa terikat di sebuah sisi, karena setiap molekul akan bergerak bebas satu sama lain. Ada dua jenis fluida, yakni fluida statis dan fluida dinamis. Fluida statis adalah fluida yang diam, sedangkan fluida dinamis adalah fluida yang terus bergerak. B. Sifat Fluida Fluida didefinisikan sebagai zat yang dapat mengalir atau disebut sebagai zat alir. Zat alir tersebut dapat berupa cairan, gas, larutan dan slurry. Namun terdapat juga zat padat yang dapat mengalir pada temperatur tertentu seperti ter dan aspal.

Fluida dapat digolongkan dalam dua kelompok yaitu : 1. Fluida Incompressible Fluida incompressible adalah fluida yang tidak mengalami perubahan volum (V) dengan adanya penekanan (P). Atau dapat didefinisikan sebagai fluida yang tidak berubah sifatnya walau ditekan, sehingga densitas cairan tidak berubah dengan adanya penekanan. Fluida ini banyak dijumpai pada sebagian besar cairan dan sedikit gas. 2. Fluida Compressible Fluida compressible adalah fluida yang mengalami perubahan volum (V) dengan adanya penekanan (P), atau dapat dikatakan sebagai fluida yang berubah sifatnya jika ditekan, atau densitas berubah dengan adanya penekanan. Fluida ini banyak dijumpai pada gas. C. Jenis – jenis Alat Ukur Aliran Fluida Pengukuran aliran adalah pengukuran kapasitas aliran atau laju aliran massa atau laju aliran volume aliran. Ditinjau dari jenis saluran aliran fluida, yaitu aliran saluran tertutup dan aliran saluran terbuka, maka alat pengukuran aliran secara umum juga akan diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu pengukuran aliran terbuka dan pengukuran aliran tertutup.

Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuan pengukuran, harga, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan keawetan alat ukur tersebut. Adapun persamaan dasar yang dipergunakan dalam menganalisa pengukuran aliran adalah persamaan kontinuitas, persamaan Bernoulli dan perhitungan head loss aliran. Venturimeter adalah alat untuk mengukur laju alir cairan dalam pipa. D. Penerapan Fluida dalam Bidang Kimia Ada beberapa contoh penerapan konsep fluida pada perkakas atau mesin. Berikut contoh - contoh sederhana penerapan tersebut: 1. Fluida di Dongkrak Hidrolik Contoh pertama yang paling sederhana dalam aplikasi hukum Pascal adalah dongkrak hidrolik. Pada dongkrak hidrolik, penghisap kecil akan diberi gaya tekan, yang kemudian diteruskan di fluida di dalamnya. Fluida dalam dongkrak hidrolik biasanya berupa minyak. Fluida tersebut yang akan menghadirkan gaya angkat di penghisap besar, yang kemudian dapat mengangkat beban.

Dengan kata lain, dongkrak hidrolik menjadikan prinsip atau konsep fluida dapat teraplikasi. Dengan gaya tekan yang diberikan pada fluida di ruang tertutup akan menjadikan tekanan diteruskan ke segala arah dengan sama rata. 2. Pompa Hidrolik Pompa hidrolik yang kerap digunakan untuk memompa ban, khususnya sepeda. Pompa ini juga menggunakan gaya tekan di atasnya, yang kemudian melalui penghisap kecil dialirkan ke fluida. Kemudian, dialirkan ke penghisap besar yang mengeluarkan tekanan udara. Berikutnya, ada mesin hidrolik atau hydraulic machine yang kerap digunakan pada alat berat. Dalam penerapannya, fluida akan dikontrol secara otomatis melalui katup kontrol, yang kemudian mengalirkan atau mendistribusikannya melalui selang, tabung, pipa dan sebagainya. Hasilnya, kekuatan yang cukup besar akan hadir lewat tabung-tabung tersebut untuk mengangkat beban atau sesuatu. Penerapan konsep fluida juga diterapkan pada rem piringan hidrolik. Hal ini ditujukan dalam sistem pengereman di mobil. Cara kerjanya, rem mobil dihubungkan dengan sejumlah pipa ke master silinder. Baik master silinder maupun pipa tersebut semuanya berisi minyak rem dengan penuh. Lalu, gaya tekan dengan menginjak pedal rem menjadikan master silinder tertekan. Kemudian, diteruskan ke setiap silinder rem dengan fluida berupa minyak rem tadi. Gaya tekan yang diteruskan itulah yang kemudian menjepit piringan logam yang menghentikan putaran roda.

3. Fluida di Hidrometer Alat ini kerap digunakan untuk mengukur masa jenis zat cair. Cara kerjanya dengan menerapkan hukum Archimedes, yakni dengan tabung-tabung kaca. Tabung kaca diberikan timbal di bagian bawahnya agar dapat tegak di dalam zat cair tertentu. Desain dari tangkai tabung kaca tersebut menjadikan perubahan yang relatif kecil dari berat benda yang dipindahkan akan menghasilkan perubahan pada tangkai yang diletakkan di dalam air atau zat cair. Dengan demikian, akan ada perbedaan pada skala untuk menghitung massa dari zat cair tersebut. 4. Rem Piringan Hidrolik Cara kerjanya rem piringan hidrolik dihubungkan dengan sejumlah pipa ke master silinder. Baik master silinder maupun pipa tersebut semuanya berisi minyak rem dengan penuh. Lalu gaya tekan dengan menginjak pedal rem menjadikan master silinder tertekan.



BAB VII LISTRIK DAN MAGNET DALAM BIDANG BIOLOGI DAN KIMIA 7.1 Magnetic Resonance Imaging (MRI) MRI merupakan alat yang digunakan lebih dari sekedar mendeteksi ada tidaknya penyakit seperti tumor, melinkan juga MRI dapat digunakan untuk merekam pikiran manusia. Misalnya, untuk merekam bagian otak yang menanggapi rangsang panas atau dingin. Selain itu, MRI juga dapat digunakan untuk melakukan deteksi dini terhadap gejala epilepsi. Nukleon tersebut kemudian ditembak dengan gelombang radio untuk menginduksi arahnya. Saat arahnya sejajar, nukleon tersebut akan memancarkan gelombang radio yang akhirnya diterima komputer sebagai pencintraan kondisi dalam tubuh. Teknik tersebut jauh lebih aman jika dibandingkan dengan Roentgen atau sinar X. Gambar 5. 1 Magnetic Resonance Imaging (MRI) 7.2 Sel Elektrokimia Sel elektrokimia dapat diartikan sebagai suatu alat yang mampu menghasilkan energi listrik dari reaksi kimia atau menggunakan energi listrik untuk menjalankan reaksi kimia. Sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik disebut sel Volta atau sel Galvani dan sel elektrokimia yang menghasilkan reaksi kimia melalui elektrolisis disebut sel elektrolisis.