1.
Tujuan
Agar mahasiswa dapat menemukan
hubungan antara:
a. Debit
aliran fluida dengan jari-jari pembuluh
b. Debit
aliran fluida dengan tekanan fluida
c. Debit
aliran fluida dengan viskositas fluida
2.
Alat
dan Bahan
a. Bejana
berpancuran
b. Pembuluh
karet/palstik dengan beberapa ukuran jari-jari
c. Gelas
ukur
d. Stopwatch
e. Air
f. Sirup
3.
Dasar
Teori
Fluida adalah
suatu zat yang bisa mengalami perubahan-perubahan bentuknya secara
continue/terus-menerus bila terkena tekanan/gaya geser walaupun relatif kecil
atatu bisa juga dikatakan suatu zat yang mengalir, kata fluida mencakup
zat cair, gas, air, dan udara karena zat-zat ini dapat mengalir.Sebaliknya batu
dan benda2 keras (seluruh zat-zat padat tidak dapat dikategorikan sebagai
fluida karena zat-zat tersebut tidak bisa mengalir secara
continue).Fluida adalah gugusan yang tersusun atas molekul2 dengan jarak
pisah yang cukup besar untuk gasdan jarak pisah yang
cukup kecil untuk zat cair. Molekul2 tersebut tidak dapat terikat
pada suatu sisi, melainkan zat-zat tersebut saling bergerak bebas terhadap satu
dengan yang lainnya.Fluida merupakan salah zat-zat yang bisa mengalir yang
mempunyai partikel kecil sampi kasat mata dan mereka dengan mudah untuk
bergerak serta berubah-ubah bentuk tanpa pemisahan massa. Ketentalan fluida
terhadap perubahan bentuk sangat kecil shingga fluida dapat dengan mudah
mengikuti bentuk ruang. Fluida adalah benda yang dapat mengalami perubahan
bentuk secara terus menerus karena gaya gesek yang bekerja terhadapnya.
Fluida di bagi menjadi2 bagian di antaranya adalah
1. Fluidan ststis (fluida yang diam)
2. Fluida dinamis (fluida yang bergerak.
Hokum Poiseuille
D=πr4(P1-P2)/8ηL
D = debit aliran = volume
aliran/waktu
r = jari-jari pembuluh
= selisih tekanan fluida
η = viskositas (kekentalan) fluida
L=
panjang pembuluh
Satuan
viskositas = n s/m2 =Pa.s=pas
Viskositas
air = 1 mili pas
Viskositas
darah= 1-3 mili pas
Dari
hokum poiseuille terlihat adanya hubungan berikut.
a. Debit
berbanding lurus dengan pangkat empat jari-jari pembuluh
b. Debit
berbanding lurus dengan selisih tekanan fluida
c. Debit
berbanding terbalik dengan viskositas fluida
d. Debit
berbanding terbalik dengan panjang pembuluh
Dalam konteks medis,
hokum ini dapat diterapkan untuk mengkaji hubungan antara debit aliran darah
dengan jari-jari pembuluh darah, tekanan darah dan viskositas darah. Jari-jari
pembuluh dapat diubah-ubah dengan mengganti pembuluh dari berbagai ukuran.
Selisih tekanan fluida merupakan selisih tekanan hidrostatis fluida pada posisi
lubang pancuran dan pada posisi permukaan fluida dalam bejana berpancuran. Jika
selisih tinggi fluida pada kedua posisi itu adalah h, maka selisih tekanan
hidrostatis, P=
dimana 
adalah massa jenis fluida, 
adalah percepatan gravitasi dan 
adalah tinggi fluida.
dimana adalah massa jenis fluida, adalah percepatan gravitasi dan adalah tinggi fluida.
Viskositas fluida dapat
diubah-ubah dengan mengganti konsentrasi larutan fluida. Untuk itu dalam
percobaan ini, air akan ditambahkan sirup dengan berbagai konsentrasi.
4. Prosedur Percobaan
a.
Debit
sebagai fungsi jari-jari pembuluh
·
Bejana berpancuran diisi air sampai
hampir penuh. Kran pancuran masih tertutup. Ukur tinggi air dalam bejana.
·
Pembuluh dengan ukuran jari-jari
tertentu, dihubungkan ke pancuran. Gelas ukur dipasang pada ujung pembuluh
untuk menampung air yang keluar dari pembuluh.
·
Tutup pancuran dibuka, bersamaan dengan
stopwatch diaktifkan.
·
Setelah selang waktu tertentu, (sebelum
gelas ukur penuh), stopwatch dimatikan.
·
Amati dan catat volume air yang
tertampung dalam gelas ukur.
·
Ulangi kegiatan 1 sampai dengan 5
diatas, dengan mengganti-ganti ukuran jari-jari pembuluh.
·
Catat data yang diperoleh pada lembar
data D = f(r)
b.
Debit sebagai fungsi tekanan fluida
Lakukan
kegiatan seperti pada prosedur A, dengan mengubah-ubah tinggi air dalam bejana
berpancuran. Jari-jari pembuluh tetap (pilih salah satu pembuluh). Catat data
yang diperoleh pada lembar data D=f(P)
c.
Debit sebagai fungsi viskositas fluida
Lakukan
kegiatan seperti pada prosedur A, dengan megubah-ubah viskositas fluida.
Jari-jari pembuluh tetap (pilih salah satu pembuluh). Tinggi fluida juga tetap.
Catat data yang diperoleh pada lembar data D=f(η )
5.
Data
a. Data
D = f(r)
|
No.
|
r (cm)
|
V(cm3)
|
Waktu/t (s)
|
Debit/D (cm3 /s)
|
|
1.
|
Kecil
|
200ml
|
22,9 s
|
8,73 cm3 /s
|
|
2.
|
Sedang
|
200 ml
|
12 s
|
16 cm3 /s
|
|
3.
|
Besar
|
200 ml
|
9,6 s
|
20, 03 cm3 /s
|
b.
Data D = f(P)
|
No.
|
h (cm)
|
V (cm3)
|
t (s)
|
Debit/D (cm3 /s)
|
|
1.
|
11 cm
|
1200 ml
|
13,2 s
|
96,90 cm3/s
|
|
2.
|
14 cm
|
1600 ml
|
11,8 s
|
135.59 cm3/s
|
|
3.
|
17 cm
|
2000 ml
|
9,8 s
|
204,08 cm3/s
|
c.
Data D=f(η )
|
No.
|
Konsentrasi (
 |
Volume/V (cm3)
|
Waktu/t (s)
|
Debit/D (cm3 /s)
|
|
1.
|
Tanpa Sirup
|
500 ml
|
15,1 s
|
33,11 cm3 /s
|
|
2.
|
Sirup Cair
|
500 ml
|
13,5 s
|
37,03 cm3 /s
|
|
3.
|
Sirup Kental
|
500 ml
|
16 s
|
31,25 cm3 /s
|
6.
Analisis
data
·
Debit terhadap jari-jari
Debit
selang kecil = 8,73 cm3/s Debit
selang sedang = 16 cm3/s Debit
selang besar = 20,03 cm/s
·
Debit terhadap tekanan
Debit
rendah = 96,90 cm3/s Debit
sedang = 135,59 cm3/s Debit
tinggi = 204, 08 cm3/s
·
Debit terhadap konsentrasi
Debit
tanpa sirup= 33,11 cm3/s Debit
sirup cair = 37,03 cm3/s Debit
sirup kental = 31,25 cm3/s
7.
Kesimpulan
Fluida Statis adalah fluida yang
berada dalam fase tidak bergerak (diam) atau fluida dalam keadaan bergerak
tetapi tak ada perbedaan kecepatan antar partikel fluida tersebut atau bisa
dikatakan bahwa partikel-partikel fluida tersebut bergerak dengan kecepatan
seragam sehingga tidak memiliki gaya geser.
Hukum
Poiseuille menyatakan bahwa cairan yang mengalir melalui saluran pipa akan
berbanding langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat
jari-jari pipa.
Jadi rumus diatas dapat dinyatakan :
volume/detik = tekanan/tahanan
Ada 4 faktor yang mempengaruhi laju alir zat cair pada pembuluh, yaitu:
Jadi rumus diatas dapat dinyatakan :
volume/detik = tekanan/tahanan
Ada 4 faktor yang mempengaruhi laju alir zat cair pada pembuluh, yaitu:
1. Panjang pembuluh
2. Diameter pembuluh
3.
Viskositas / kekentalan zat cair
4. Tekanan
Dalam konteks
medis, hukum ini dapat di terapkan untuk mengkaji hubungan antara debit aliran
darah dengan jari-jari pembuluh darah, tekanan darah dan viskositas darah.
·
Pembuluh darah
kecil→kecepatan aliran meningkat→tekanan besar→kerja jantung
meningkat→hipertensi.
·
Darah
kental→gesekan terhadap dinding pembuluh membesar→tekanan besar→kerja jantung
meningkat→hipertensi.
8.
Pertanyaan/tugas
a.
Apa yang dapat terjadi jika seseorang mengalami
gejala penyempitan pembuluh darah?
=yang
dapat terjadi jika seseorang mengalami gejala penyempitan pembuluh darah adalah
pasokan darah akan melambat, namun tekanannya akan lebih besar
b.
Bagaimana menentukan tekanan fluida pada dasar
bejana berpancuran?
=Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dialami oleh sebuah
benda jika benda tersebut berada pada kedalama h dari permukaan air di dalam
fluida. Besarnya tekanan hidrostatik itu bertambah besar menurut kedalamannya.
Makin dalam kedalaman benda pada suatu fluida, maka benda tersebut mengalami
tekanan hidrostatik yang makin besar juga. Tekanan hidrostatik ini menekan
benda dari segala arah. Pada dasarnya tekanan hidrostatik adalah tidak lain dari
tekanan akibat gaya berat sejumlah air yang berada diatas. Dengan menggunakan
rumus P = ρ g h.
c. Bagaimana menentukan konsentrasi
sirup dalam air?
= konsentrasi 
d.
Bagaimana hubungan antara konsentrasi dengan
viskositas?
=
Dengan semakin kentalnya yang melewati pembuluh, semakin besar gesekan terhadap
dinding pembuluh dan sebagai konsekuensinya, diperoleh tahanan semakin besar.
Kekentalan ini penting untuk mengetahui konsentrasi sel darah merah. Pada darah
normal, kekentalan sebasar 3,5 kali air. Apabila konsentrasi darah satu
setengah dari darah normal, kekentalan menjadi dua kali air dan apabila
konsentrasi darah meningkat mencapai 70 kali di atas normal maka kekentalan
darah mencapai 20 kali air. Dengan alasan demikian, aliran darah pada penderita
anemia adalah cepat oleh karena konsentrasi sel darah merah sangat rendah.
Sebaliknya pada penderita Polycythemia (kadar sel darah merah meningkat) aliran
darah sangat lamban.
e.
Menurut hasil percobaan anda, bagaimana hubungan
antara;
a. D dengan r
=
Jari-jari pembuluh merupakan faktor yang paling besar pengaruhnya terhadap
debit. Kalau jari-jari pembuluh menjadi ½ r, maka debitnya menjadi 1/16 debit
semula. Maksudnya aliran debit makin cepat pada pembuluh dengan jari-jari
yang besar dan aliran tengah semakin tidak dipengaruhi oleh zat cair yang
berada ditepi dekat dinding pembuluh. Hal ini berlaku terbalik dengan jari-jari
pembuluh yang kecil.
b. D dengan P
=Apabila
tekanan zat cair/darah pada salah satu ujung pembuluh lebih tinggi dari ujung
lainnya,maka zat cair/darah akan mengalir dari tekanan yang lebih tinggi ke
tekanan yang lebih rendah. Dengan demikian aliran zat cair/darah berbanding
langsung terhadap perbedaan tekanan.
c. D dengan η
=Vikositas adalah ukuran kekentalan suatu fluida atau juga
bisa dikatakan vikositas adalah besaran yang menunjukan berapa besar diperlukan
suatu gaya (tegangan geser) untuk menghasilkan pergeseran. Makin kental suatu
fluida yang melewati pembuluh maka semakin besar gesekan terhadap dinding
pembuluh, sehingga tahanan yang dihasikannya semakin besar.
9.
Aplikasi medis
Dalam konteks medis, hukum ini dapat di
terapkan untuk mengkaji hubungan antara debit aliran darah dengan jari-jari
pembuluh darah, tekanan darah dan viskositas darah. Hukum Poiseuille sangat
berguna untuk menjelaskan mengapa pada
penderita usia lanjut mengalami pingsan (akibat tekanan darah meningkat);
mengapa daerah akral/ujung suhunya dingin.
penderita usia lanjut mengalami pingsan (akibat tekanan darah meningkat);
mengapa daerah akral/ujung suhunya dingin.
Penderita usia lanjut pembuluh darahnya
sudah banyak yang menyempit karena penyumbatan oleh lemak,kolesterol,kalsium
yang mengendap dalam pembuluh darah.Pada aliran darah, makin kecil penampang
pembuluh darah, makin besar kecepatan aliran darah yang menyebabkan makin besar
tekanan yang dilakukan terhadap pembuluh darah. Hal ini meningkatkan kerja
jantung dan menyebabkan pembekakan jantung dan berakhir pada hipertensi.
Semakin kental suatu zat, maka makin
besar gesekan terhadap dinding pembuluh, akibatnya tekanan semakin besar. Jadi
dengan memperkecil viskositas dapat memperbesar debit. Bagi penderita
hipertensi ada obat yang memberikan efek pengurangan viskositas darah.
10.
Perpustakaan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar