Fisika dalam Kesehatan

aRilo Pangastuti, Kaswarsih Mulia Ramadhani, dan Agrielsa Alphasati Sinaga

1

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Alhamdulillah kami panjatkan puja dan puji syukur kehadirat

Allah swt yang senantiasa melimpahkan segala rahmat, taufik dan
hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan modul ini.

Modul ini disusun untuk menyampaikan teori fisika berkaitan
dengan kesehatan dan juga untuk memenuhi tugas mata kuliah
Kajian Fisika.

Teknik penyajian yang diangkat dilakukan secara terpadu
tanpa pemilihan berdasarkan jenjang pendidikan. Cara ini
diharapkan bisa meminimalisir terjadinya pengulangan topik
berdasarkan jenjang pendidikan.

Pembahasan yang akan disampaikan pun disertai dengan
soal-soal yang dapat digunakan untuk mengukur tingkat
ketercapaian pemahaman. Penyusun menyadari bahwa di dalam
pembuatan modul masih banyak kekurangan, untuk itu penyusun
sangat membuka saran dan kritik yang sifatnya membangun.
Mudah-mudahan modul ini memberikan manfaat.

Yogyakarta, 1 Mei 2022

Penulis,

2

PETUNJUK PENGGUNAAN FLIP BOOK

1. Buka aplikasi flipbook pada link yang tersedia.
2. Pastikan terhubung dengan konseksi internet yang

stabil.
3. Pilih mmateri virtual yang diinginkan.
4. Selamat membaca

3

DAFTAR ISI
Sampul...................................................................................................... 1
Kata Pengantar ........................................................................................ 2
Petunjuk Penggunaan Flip Book............................................................... 3
Daftar Isi .................................................................................................. 4
Tekanan Kandung Kemih ........................................................................ 5
Tekanan Serebrospina .......................................................................... 8
Elektronencephalogram ....................................................................... 10
Tekanan Gastrointestinal .................................................................. 19
Tekanan Kardiovaskular ..................................................................... 22
Electroretinogram ................................................................................. 31
Tekanan Darah...................................................................................... 35
Elektromiogram ................................................................................... 52
Penentuan Berat Badan normal pada bayi ........................................ 59
Glossary ................................................................................................. 64
Daftar Pustaka ........................................................................................ 65
Profil Penulis .......................................................................................... 66

4

A. Tekanan kandung kemih

Salah satu yang paling terlihat dari tekanan tubuh,
tekanan kandung kemih bervariasi dengan jangkauan
yang cukup besar. Tekanannya nol saat kandung kemih
kosong dan naik stabil ke sekitar 25 mm Hg ketika
kandung kemih mencapai kapasitas normalnya sekitar
500 cm3. Refleks berkemih yang diinduksi oleh tekanan
kandung kemih sekitar 25 mm Hg. Refleks ini
merangsang rasa ingin buang air kecil, dan kemudian
memicu kontraksi otot-otot sekitar kandung kemih
untuk meningkatkan tekanan kandung kemih hingga
110 mm Hg, sehingga menonjolkan perasaan untuk

5

kencing. Batuk, tegang, duduk (tegak), pakaian ketat,
dan ketegangan saraf juga bisa meningkatkan tekanan
kandung kemih dan refleks berkemih yang dipicu jauh
sebelum kandung kemih penuh. Siswa yang sedang
belajar untuk ujian, penulis mengejar batas waktu untuk
menerbitkan sering perjalanan ke kamar kecil untuk
buang air kecil. Wanita hamil mengalami kandung
kemih tekanan meningkat karena janin yang berada di
atas kandung kemih, sehingga ia sering buang air kecil.
Kapasitas kandung kemih juga kurang dari 500 cm3
karena ruang yang ditempati janin. Kandung kemih
ketika tekanan umumnya 15-30 mm Hg, tetapi saluran
kemih gangguan, seperti pembengkakan kelenjar
prostat, dapat memaksa tekanan hingga 70 mm Hg.
Semakin besar hambatan saluran, semakin besar
perbedaan tekanan yang diperlukan untuk menyebabkan
kecepatan aliran yang sama.

6

Tekanan kandung kemih dapat diukur dengan
kateterisasi melalui uretra atau dengan memasukkan
jarum melalui dinding perut ke dalam kandung kemih
yang disebut sistometri langsung. Dua dari teknik ini
melanjutkan tekanan kandung kemih melalui cairan ke
dalam pengukur perangkat, biasanya manometer air.
Karena yang paling mudah menggunakan tekanan air
untuk lanjutkan dan untuk mengisi manometer, tekanan
kandung kemih biasanya ditentukan dalam sentimeter
air. Kisaran normal adalah dari 0 hingga 30 cm air,
hingga 150 cm air selama refleks berkemih.

7

B. Tekanan Serebrospina

Tengkorak dan cairan tulang belakang
mengandung serebrospina (CSF= cairan serebrospinal),
sebagai ditunjukkan pada Gambar 9.7. CSF mendukung
berat otak dengan daya apung, bekerja sebagai bantalan
pelindung, dan suplai nutrisi disaring dari darah. CSF
diproduksi di tengkorak dan beredar di sekitar otak,
melalui rongga di otak yang disebut ventrikel, dan turun
ke kanalis sentralis medula spinalis. CSF biasanya
diserap di CSF tulang belakang segera setelah

8

dihasilkan di tengkorak. Namun, saluran sempit
ventrikel yang disebut otak besar dapat tersumbat,
menyebabkan peningkatan tekanan di dalam tengkorak.
Ini masalah yang cukup umum pada bayi yang dikenal
sebagai hidrosepalus (hidrosefalus) dan dapat
menyebabkan pembesaran kepala, penyakit mental atau
kematian. Ketika hidrosepalus terdeteksi pada
waktunya, tekanan dan efeknya dapat diminimalkan
dengan pembedahan.

9

C. Electronencephalogram

Jika elektroda ditempatkan pada kulit kepala dan
aktivitas listrik diukur, itu akan memperoleh beberapa
sinyal listrik kompleks yang lemah. Sinyal-sinyal ini
terutama disebabkan oleh aktivitas listrik neuron di
korteks serebral. Sinyal-sinyal ini pertama kali diamati

10

oleh Hans Berger 1929; sejak itu banyak penelitian
tentang penerapan klinis, fisiologis, psikologis dari
sinyal-sinyal ini, tetapi pemahaman dasar masih kurang.
Satu hipotesis menyatakan bahwa potensi yang
dihasilkan oleh proses sinkronisasi yang melibatkan
titik-titik neuron di korteks, dengan kelompok neuron
yang berbeda menjadi tersinkroni - SASI di waktu yang
berbeda. Menurut hipotesis ini sinyal-sinyal ini terdiri
dari segmen-segmen aktivitas listrik dari kelompok
neuron pendek berturut-turut yang terletak di berbagai
tempat di korteks.

11

Gambar 11.20. 10-20 sistem internasional di mana EEG
mentah. Elektroda berhuruf adalah:

ditempatkan pada interval 10% dan 20% dari jarak antara
titik-titik tertentu pada tengkorak.

Inion protuberans diperkuat di bagian belakang bawah
tengkorak dan mastoid di belakang telinga
adalah protuberans (Cameron, 1978: 205).

Merekam sinyal listrik otak yang disebut
electroencephalogram (EEG). Elektroda untuk
merekam sinyal seringkali berupa piringan perak kecil -
cakaram berklorida. Itu elektroda ditempelkan ke
kepala di tempat-tempat tergantung pada bagian otak
yang dipelajari. Gambar 11.20 menunjukkan sistem
tempat elektroda 10-20 standar internasional, dan
Gambar 11.21 menunjukkan EEG khas untuk beberapa

12

pasang elektroda. Elektroda referensi biasanya
menempel di telinga (A1 atau A2 pada Gambar 11.20).
Dalam pemeriksaan rutin, 8 hingga 16 saluran secara
bersamaan direkam. Karena aktivitas sering menjadi
indikasi otak asimetris penyakit, sinyal sisi kanan sering
dibandingkan dengan sinyal sisi kiri.

Gambar 11.21. EEG biasa. Lihat Gambar 11.20 untuk
menempatkan elektroda. Elektroda referensi

13

dihubungkan ke telinga (A1 atau A2) (Cameron, 1978: 206).
Amplitudo sinyal EEG rendah (sekitar 50 V), dan

interferensi dari listrik eksternal sinyal sering
menyebabkan masalah serius dalam pemrosesan sinyal
EEG. Meskipun kebisingan (kebisingan) dikendalikan
secara eksternal, potensi aktivitas otot seperti gerakan
mata dapat menyebabkan gangguan pada rekaman.
Frekuensi EEG tampaknya bergantung pada aktivitas
mental seseorang. Misalnya, orang santai biasanya
memiliki sinyal EEG yang terutama terdiri dari
frekuensi dari 8 hingga 13 Hz, atau gelombang alfa.
Ketika orang lebih waspada rentang frekuensi yang
lebih tinggi, gelombang beta jangkauan (di atas 13 Hz),
sinyal EEG mendominasi. Beberapa pita frekuensi
adalah sebagai berikut. Delta (δ), atau perlahan 0,5
hingga 3,5 Hz Theta (θ), atau mid slow 4 hingga 7 Hz

14

Alfa (α), 8 hingga 13 Hz Beta (β), atau lebih cepat dari
13 Hz.

Gambar 11.22. Elektroensefalogram untuk dua jenis
epilepsi: (a) grand mal

dan (b) petit mal. (Cameron, 1978: 207).
EEG digunakan sebagai alat untuk mendiagnosis
penyakit yang melibatkan otak. EEG paling berguna
dalam diagnosis epilepsi dan memungkinkan klasifikasi
kejang epilepsi. EEG untuk serangan epilepsi parah
dengan kehilangan kesadaran, yang disebut serangan
grand mal, menunjukkan lonjakan cepat tegangan tinggi
di semua sadapan dari tengkorak. Perhatikan Gambar
11.22 (a). EEG untuk serangan kurang parah, yang

15

disebut serangan petit mal, menunjukkan pembulatan
menjadi 3 gelombang per detik, diikuti atau didahului
oleh lompatan cepat, seperti pada Gambar 11.22 (b).
EEG membantu dalam mengonfirmasi tumor otak
karena berkurangnya aktivitas listrik di daerah tumor.
Lebih kuantitatif metode untuk menentukan lokasi
tumor otak yang melibatkan sinar-x atau kedokteran
nuklir teknik. EEG digunakan sebagai monitor dalam
pembedahan ketika EKG tidak dapat digunakan. EEG
juga berguna pada pasien bedah untuk menunjukkan
tingkat anestesi. Selama operasi adalah biasanya satu
saluran untuk dipantau. Banyak penelitian yang
melibatkan pengamatan pola EEG tidur untuk berbagai
tingkat tidur, seperti yang ditunjukkan pada Gambar
11.23. Selama orang menjadi mengantuk, khususnya
dengan nya mata tertutup, frekuensi 8 sampai 13
(gelombang alfa) mendominasi EEG. Amplitudo

16

meningkat dan menurun selama frekuensi switching
tidur "ayam" (sleep onset) untuk tidur nyenyak.
Kadang-kadang diambil untuk tidur EEG menunjukkan
pola frekuensi tinggi yang disebut tidur paradoks atau
gerakan mata cepat (REM) karena mata bergerak
selama ini Titik. Ternyata tidur paradoks terkait dengan
mimpi

Gambar 11.23. Elektroensefalogram untuk dua tingkat
tidur: (a) onset tidur dan (b) dalam
tidur (Cameron, 1978: 207).

Selain merekam aktivitas spontan otak, kita dapat
mengukur sinyal dihasilkan ketika otak menerima

17

rangsangan eksternal seperti kilatan cahaya atau pulsa
suara. Sinyal-sinyal jenis ini disebur membangkitkan
respon (respons terbangkit). Gambar 11.24 (a)
menunjukkan tiga tingkat EEG yang diambil saat tidur
dimulai dengan serangkaian 10 pulsa suara (suara) yang
digunakan sebagai stimulus eksternal. EEG
menunjukkan respons terhadap beberapa pulsa pertama
dan dua pulsa terakhir. Kekurangan di antaranya disebut
respons pembiasaan. Karena respon yang ditimbulkan
kecil, maka stimulus sering diulang berkali-kali dan
responnya memiliki rata-rata EEG di komputer kecil.
Sinyal acak seperti sinyal EEG biasanya cenderung
dirata-ratakan menjadi nol dan respons yang
ditimbulkan menjadi jelas.

18

D. Tekanan Gastrointestinal

Makanan, minuman dan residu bergerak melalui
saluran pencernaan atau gastrointestinal (GI) sepanjang
kurang lebih 6 m memiliki sifat atau sejenis fluida–
fluida. Alirannya adalah diatur oleh stres dan khususnya
oleh otot sfingter dan katup dalam sistem. Tekanan
dalam sistem GI biasanya positif, seperti yang
ditunjukkan pada Tabel 4.2. Kerongkongan adalah
pengecualian; tekanan berhubungan langsung dengan
tekanan di rongga dada dan tekanannya negatif.

19

Tekanan pleura kadang-kadang dipantau oleh pengukur
tekanan di kerongkongan. Diperlukan dalam hubungan
sfingter kerongkongan dan lambung untuk mencegah
aliran balik cairan lambung. Selama menelan, otot-otot
di kerongkongan mendorong cairan kerja ke dalam
lambung.

Perut bersifat elastis, sehingga tekanan di
dalamnya meningkat sedikit demi sedikit. Menjadi
hebat hanya ketika perut terisi penuh. Kelaparan terjadi
ketika tekanan lambung rendah. Tekanan tergantung
pada kapasitas perut, yang dapat mengubah pola
kebiasaan makan. Lambung meregang luar biasa ketika

20

orang makan berlebihan terus-menerus, dan relative
kekosongan lambung yang besar memicu rasa lapar
sebelum orang benar-benar membutuhkan makanan.
Metode pemberian makan yang biasa digunakan untuk
pasien yang sakit ditunjukkan pada Gambar 9.9. Sebuah
pipa adalah dimasukkan melalui hidung pasien dan
turun melalui kerongkongan ke dalam perut (disebut
selang nasogastrik). Fluida dapat melewati pipa ke
bawah secara gravitasi karena tekanan di perut tidak
begitu besar. Metode pemberian makan berguna untuk
pasien yang sulit menelan tetapi tidak dapat diisi,
karena rasa ingin muntah. Peningkatan tekanan dalam
sistem GI karena udara tertelan atau kentut dihasilkan
oleh kerja bakteri, dapat menyebabkan kejang. Hal ini
terutama terlihat pada bayi, yang sering menelan udara
saat makan. Penyumbatan pada sistem GI juga

21

menyebabkan peningkatan tekanan, bahkan sampai
wabah akibat penumpukan cairan.

E. Sistem kardiovaskular

Sistem kardiovaskular bertanggung jawab
untuk mengangkut nutrisi dan membuang limbah gas
dari tubuh. Sistem ini terdiri dari jantung dan
peredaran darah sistem. Struktur sistem
kardiovaskular meliputi jantung, pembuluh darah,
dan darah. Sistem limfatik juga terkait erat dengan
sistem kardiovaskular.

22

Struktur Sistem Kardiovaskular adalah: (1)
Jantung; Jantung adalah organnya yang menyuplai
darah dan oksigen ke seluruh bagian tubuh. Otot
yang luar biasa ini menghasilkan impuls listrik
melalui proses yang disebut konduksi jantung.
Impuls ini menyebabkan jantung berkontraksi dan
kemudian rileks, menghasilkan apa yang dikenal
sebagai detak jantung. Detak jantung mendorong
siklus jantung yang memompa darah ke sel dan
jaringan tubuh, (2) Pembuluh Darah; Pembuluh
darah adalah jaringan rumit dari tabung berongga
yang mengangkut darah ke seluruh tubuh. Darah
mengalir dari jantung melalui arteri ke arteriol yang
lebih kecil, lalu ke kapiler atau sinusoid, ke venula,
ke vena dan kembali ke jantung. Melalui proses
mikrosirkulasi, zat seperti oksigen, karbon dioksida,
nutrisi, dan limbah dipertukarkan antara darah dan

23

cairan yang mengelilingi sel, (3) Darah; Darah
mengantarkan nutrisi ke sel dan membuang limbah
yang dihasilkan selama proses seluler, seperti
respirasi seluler. darah adalah terdiri dari sel darah
merah, sel darah putih, trombosit, dan plasma. sel
darah merah mengandung sejumlah besar protein
yang disebut hemoglobin. Zat besi ini mengandung
molekul mengikat oksigen sebagai molekul oksigen
memasuki pembuluh darah di paru-paru dan
mengangkutnya ke berbagai bagian tubuh. Setelah
mendepositokan oksigen ke jaringan dan sel, sel
darah merah mengambil karbon dioksida (CO2)
untuk transportasi ke paru-paru di mana CO2
dikeluarkan dari tubuh.

Banyak karakteristik sistem kardiovaskular
yang dapat dijelaskan oleh hukum fisika. Sistem
kardiovaskular terdiri dari dua pompa (sisi kiri dan

24

kanan) jantung) dan susunan pipa yang rumit yang
mengalirkan darah melalui hampir setiap bagian
tubuh.

1. Jantung sebagai pompa

ganda

Jantung adalah pompa yang dindingnya terbuat
dari otot yang tebal. Mereka bisa memeras (kontrak)
untuk mengirim darah mengalir keluar. Darah tidak
tumpah ke mana-mana Ketika itu meninggalkan hati.
Sebaliknya, ia mengalir dengan lancar dalam tabung
yang disebut pembuluh darah. Jantung memompa
darah, di sekitar tetapi Anda benar-benar dapat
membagi seluruh jantung menjadi dua menjadi dua
dan menganggapnya sebagai pompa ganda. Satu
bagian memompa darah miskin oksigen ke paru-paru
untuk menyimpan karbon dioksida, mengambil

25

oksigen dan pergi ke sisi lain di mana itu akan
memompa darah segar beroksigen ke seluruh tubuh
sampai tiba kembali ke bagian pertama untuk
menyimpan karbon dioksida. Sirkulasi sirkuit ganda
ini adalah cara kerja jantung di semua mamalia dan
mencegah terdeoksigenasi dan teroksigenasi darah
dari pencampuran. Jantung mamalia, termasuk
manusia, terdiri dari dua: pompa independen,
masing-masing terdiri dari dua ruang yang disebut
serambi (atrium) dan ruang (ventrikel). Serambi
adalah bilik yang merupakan reservoir untuk induk
pompa. Pintu masuk dan keluar dari kamar
dikendalikan oleh katup adalah diatur untuk menjaga
aliran darah ke arah yang benar. Kerja hati manusia
ditampilkan dalam Gambar 9.10. Teras memompa
darah ke bilik. Katup jantung dibuka atau ditutup
oleh perbedaan tekanan padanya. Selain itu,

26

pembukaan katup antara serambi dan bilik-bilik
dibantu oleh urat-urat yang melekat pada bilik-bilik
dalam. Darah hampir tidak dapat dimampatkan,
maka ketika bilik jantung memompa darah keluar
dari jantung, gelembung aorta tambahan mengisap
darah.

Untuk gambar di bawah ini: Sisi biru kiri
adalah sisi kanan, kiri adalah Baik. Pembuluh darah
biru ini pergi ke paru-paru, dan masuk ke jantung sisi
kiri, di mana darah kaya oksigen (standarnya adalah
menampilkannya dengan warna merah) akan pergi
ke sisa tubuh. Gas dipertukarkan dan kemudian
darah miskin oksigen Kembali samping kanan. Jadi
itulah rencana keseluruhan Anda.

27

2. Sistem peredaran darah

Gambar 9.11 menunjukkan bagan sistem peredaran
darah manusia. darah di sistem peredaran darah membawa
oksigen, nutrisi, dan berbagai zat penting lainnya ke sel dan
membuang sisa sisa metabolisme sel. Darah dipompa melalui
sistem peredaran darah oleh jantung, dan darah meninggalkan

28

jantung melalui pembuluh yang disebut arteri dan kembali ke
jantung melalui pembuluh yang disebut vena.

Darah dari seluruh bagian tubuh kecuali paru-paru
masuk ke atrium kanan, yang berkontraksi dan memaksa
darah masuk ke ventrikel kanan. Ventrikel kanan kemudian
berkontraksi dan mendorong darah melalui arteri pulmonalis
ke paru-paru. dalam dirinya berjalan melalui paru-paru, darah
melepaskan CO2 (karbon dioksida) dan menyerap O2
(oksigen), kemudian darah mengalir ke atrium kiri melalui

29

vena pulmonalis. Kontraksi ventrikel kiri memaksa darah
masuk ke ventrikel kiri, yang berkontraksi dan mendorong
darah yang kaya oksigen melalui aorta ke dalam arteri yang
menuju ke semua bagian tubuh kecuali paru-paru. Dengan
demikian, sisi kanan jantung memompa darah memompa
melalui paru-paru, dan sisi kiri jantung memompa darah
melalui organ tubuh lainnya.

Arteri besar, yang disebut aorta, yang membawa darah
beroksigen dari kiri ventrikel jantung, arteri bercabang
menjadi arteri yang lebih kecil, yang mengarah ke berbagai
bagian dari tubuh. Arteri ini bercabang lebih jauh ke dalam
arteri yang lebih kecil, lebih kecil arteri disebut arteriol
paling. Arteriol inilah yang berperan penting dalam mengatur
aliran darah ke area tubuh tertentu. Arteriol ini bercabang
lebih jauh ke dalam kapiler sempit seringkali cukup lebar
untuk memungkinkan lewatnya satu sel darah.

30

Kapiler menyebar melalui jaringan sedemikian rupa
sehingga hampir semua sel di tubuh yang berdekatan dengan
kapiler. Pertukaran gas, nutrisi, dan pembuangan limbah
antara darah dan jaringan sekitarnya terjadi karena difusi
melalui dinding kapiler. Kapiler bergabung menjadi vena
kecil yang disebut venula, yang selanjutnya bergabung
menjadi vena yang membawa oksigen lebih besar - darah
yang buruk untuk atrium kanan jantung.

F. Electroretinogram and Electrooculogram

Merekam perubahan potensial yang dihasilkan oleh
mata ketika retina terkena sinar cahaya yang disebut
electroretinogram (ERG). Satu elektroda ditempatkan di
fitting lensa kontak pada retina dan elektroda lainnya
ditempelkan ke telinga atau dahi untuk memperkirakan
potensi di bagian belakang mata. Perhatikan Gambar 11.24.
Sinyal ERG lebih rumit daripada sinyal akson saraf karena
merupakan jumlah dari sinyal ERG banyak pengaruh yang

31

terjadi pada mata. Bentuk umum ERG ditunjukkan pada
Gambar 11.25. Gelombang B adalah yang paling menarik
secara klinis karena gelombangnya berasal dari retina.
Gelombang B tidak dalam peradangan retina ERG pasien
yang menghasilkan perubahan pigmentasi, atau retinitis
pigmentosa.

Figure 11.24. ERG electrode placement to
acquire. Reference electrode is located at the

ear or forehead (Cameron, 1978: 209).

32

Gambar 11.25. skema ERG. Huruf
mengidentifikasi bagian ERG normal.
Elektrookulogram (EOG) adalah rekaman
perubahan potensial yang disebabkan oleh mata
gerakan. Untuk pengukuran ini, sepasang elektroda
dilektkan secara dekat, seperti pada Gambar 11.26(a).
Potensi nol EOG didefinisikan oleh mata pada posisi
yang ditunjukkan pada Gambar 11.26 (a) ditetapkan
pada referensi tempat yang diberikan Albel 0o Gambar
11.26 (b) menunjukkan perubahan EOG potensi
gerakan horizontal bola mata. Elektrookulogram

33

memberikan informasi tentang orientasi mata,
kecepatan sudut, dan percepatan sudut. Beberapa
penelitian telah dilakukan untuk menentukan efek obat-
obatan pada gerakan mata dan gerakan mata selama
tidur yang terlibat.

Gambar 11.26. Untuk mendapatkan elektroda
EOG ditempatkan pada setiap sisi mata. (a) sudut visi

ditampilkan. (b) perubahan potensial digambarkan
sebagai fungsi sudut pandang. (Oculist.net).

34

G. Tekanan Darah

Aliran darah mengacu pada pergerakan darah melalui
pembuluh, jaringan, atau organ, dan biasanya dinyatakan
dalam volume darah per unit waktu. Ini dimulai oleh
kontraksi ventrikel jantung. Kontraksi ventrikel
mengeluarkan darah ke dalam arteri utama, menghasilkan
aliran dari daerah bertekanan lebih tinggi ke daerah tekanan
yang lebih rendah, karena darah bertemu arteri dan arteriol
yang lebih kecil, maka kapiler, kemudian venula dan vena
dari sistem vena. Bagian ini membahas sejumlah variabel
penting yang berkontribusi pada aliran darah ke seluruh
tubuh. Juga membahas faktor-faktor yang menghambat atau
memperlambat aliran darah, sebuah fenomena yang dikenal
sebagai perlawanan.

Seperti disebutkan sebelumnya, tekanan hidrostatik
adalah gaya yang diberikan oleh cairan karena tarikan

35

gravitasi, biasanya terhadap dinding wadah di mana ia
berada. Satu bentuk tekanan hidrostatik adalah tekanan darah,
gaya yang diberikan oleh darah pada dinding pembuluh darah
atau bilik jantung. Tekanan darah mungkin diukur dalam
kapiler dan vena, serta pembuluh darah paru sirkulasi;
Namun, istilah tekanan darah tanpa deskriptor khusus
biasanya mengacu pada tekanan darah arteri sistemik, yaitu
tekanan darah mengalir di arteri sirkulasi sistemik. Dalam
praktek klinis, tekanan ini adalah diukur dalam mm Hg dan
biasanya diperoleh dengan menggunakan arteri brakialis
lengan.

Serambi dan bilik jantung yang berkontraksi dipicu oleh
pulsa listrik diberikan secara bersamaan di belahan kiri dan
belahan kanan jantung. Pada pertama-tama serambi
berkontraksi, memaksa darah masuk ke bilik; ruang
kemudian untuk berkontraksi, memaksa darah keluar dari
jantung. Karena jantung memompa darah ke arteri dalam

36

bentuk pulsa. Tekanan maksimum yang mendorong darah ke
puncak denyut nadi disebut tekanan sistolik. Tekanan darah
terendah di antara denyut nadi adalah disebut tekanan
diastolik. Ketika tekanan darah arteri sistemik diukur, itu
adalah dicatat sebagai rasio dua angka (misalnya, 120/80
adalah tekanan darah orang dewasa normal), dinyatakan
sebagai tekanan sistolik atas tekanan diastolik. Tekanan
sistolik adalah nilai yang lebih tinggi (biasanya sekitar 120
mm Hg) dan mencerminkan tekanan arteri akibat ejeksi darah
selama kontraksi ventrikel, atau sistol. Itu tekanan diastolik
adalah nilai yang lebih rendah (biasanya sekitar 80 mm Hg)
dan mewakili tekanan arteri darah selama relaksasi ventrikel,
atau diastol.

37

Selama aliran darah melalui sistem peredaran darah,
energi awalnya, yang diberikan oleh kerja pemompaan
jantung, menghilang melalui dua mekanisme: hilang terkait
dengan ekspansi dan kontraksi dinding arteri dan gesekan
yang berhubungan dengan aliran darah. Karena kehilangan
energi ini, tekanan fluktuasi disempurnakan selama darah
awal menjauh dari jantung, dan rata-rata Penurunan tekanan.
Menjelang darah mencapai kapiler, alirannya menjadi lebih
lancer dan tekanan darah hanya sekitar 30 mm Hg. Tekanan
masih turun lebih rendah dan dekat ke nol sebelum kembali
ke jantung. Pada akhir laju aliran ini, Gerakan darah melalui
vena dibantu oleh kontraksi otot yang memeras darah menuju
jantung.

38

Tekanan darah dapat diukur secara tidak langsung
menggunakan sphygmomanometer, seperti: ditunjukkan pada
Gambar 9.13. Manset dibebatkan pada lengan atas dan
digembungkan dengan tangan pompa sampai aliran darah
arteri di lengan berhenti. Tekanan yang diciptakan dengan
meremas pompa tangan dan diteruskan oleh udara di dalam
pipa (fluida terbatas) ke manset dan ke pengukur
(manometer). Tekanan manset dinding terus diteruskan ke
lengan arteri. Ketika tekanan yang diberikan melebihi
tekanan yang dihasilkan oleh jantung, arteri untuk
menghentikan aliran darah. Pengukuran dilakukan dengan
melepaskan secara perlahan udara dari manset, menurunkan

39

tekanan, dan mendengarkan aliran darah melalui stetoskop
ditempatkan di arteri di bawah manset. Tidak ada suara yang
terdengar sampai tekanan dalam manset turun menjadi
tekanan sistolik. Tepat di bawah titik ini darah mulai
mengalir melalui arteri; namun, karena arteri masih Sebagian
tertekan, alirannya bergolak dan disertai suara khas. Tekanan
terlihat pada awal suara adalah tekanan darah sistolik. Selama
tekanan di manset diturunkan lebih lanjut, arteri melebar ke
ukuran normal, aliran menjadi laminar, dan suara bising
menghilang. Tekanan suara saat mulai menghilang dianggap
sebagai tekanan darah diastolik.

1. Tekanan Di Sekitar Sistem Peredaran Darah

Sistem peredaran darah bertanggung jawab untuk
mengedarkan (memindahkan) darah ke seluruh tubuh.
Jantung dan pembuluh darah merupakan bagian terpenting
dari sistem sirkulasi. Jantung merupakan organ sentral
dalam sistem peredaran darah. Dengan masing-masing

40

mengalahkan itu memaksa darah ke dalam pembuluh
darah yang mengangkut atau membawa oksigen dan
nutrisi ke semua jaringan dan organ (arteri) tubuh dan
kemudian darah kembali ke jantung melalui vena.

Ada tiga jenis pembuluh darah yang memainkan
peran berbeda di dalam sistem peredaran darah. Dua
pembuluh darah utama adalah arteri dan vena. Itu arteri
membawa darah yang sarat dengan oksigen dan nutrisi
dari jantung dan vena mengembalikan darah "bekas", yang
telah menghilangkan oksigen dan nutrisi, Kembali ke hati.
Pembuluh limfatik adalah komponen ketiga. Secara
singkat, mereka bertindak sebagai sistem "pembersihan"
untuk mengambil cairan, protein, dan kotoran lain yang
ditinggalkan oleh pembuluh darah. Mereka menyaring dan
membersihkan cairan sebelum mengembalikannya ke
jantung. Hambatan di sistem peredaran darah
menyebabkan penurunan tekanan agar darah mengalir di

41

sekitar sistem. Itu gagasan bahwa resistensi menyebabkan
penurunan tekanan telah dibahas sebelumnya. Ingat bahwa
untuk efek aliran laminar dan turbulen.

P1-P2 = QR
P1 adalah tekanan di pintu masuk pipa dan P2 adalah
tekanan di pintu keluar pipa. Penurunan tekanan sebanding
dengan penghalang dan laju aliran. Resistansi R adalah
sangat tergantung pada radius, sehingga penurunan tekanan
di aorta cukup kecil, sedangkan kapilernya cukup besar.
Namun, ada begitu banyak kapiler sehingga laju aliran
melalui kapiler kecil, dan penurunan tekanan tidak terlalu
besar. Hanya ada sedikit penurunan tekanan dalam sistem
vena kapiler kembali ke jantung. Ini disebabkan oleh dua
vena besar yang mengembalikan darah ke jantung dari kanan
sisi masing-masing memiliki ukuran lebih besar dari aorta.
Sisi kanan jantung meningkatkan darah tekanan untuk
memompa darah melalui paru-paru. Hambatan paru-paru

42

menurunkan tekanan darah sebelumnya masuk ke sisi kiri
jantung, di mana proses berlanjut.

Ada satu hal yang perlu digarisbawahi. Kurangi
kecepatan aorta untuk kapiler tidak disebabkan oleh
hambatan untuk mengalir. Hambatan yang menyebabkan
penurunan tekanan tetapi tidak mempengaruhi kecepatan. Hal
ini dapat dilihat dari fakta bahwa kecepatan meningkat lagi di
vena sementara tekanan tetap turun di vena yang mengarah
ke jantung. Percabangan dan penggabungan kembali
pembuluh darah serupa terjadi di paru-paru. Kecepatan darah
rendah yang dibutuhkan dalam kapiler dan dibutuhkan
kapiler serta memungkinkan untuk memungkinkan
pengangkutan zat yang efektif antara darah dan area antara
difusi dan proses lambat terkait.

43

Aliran Fluida dari Infus kedalam Pembuluh Darah
Seorang pasien di rumah sakit kadang-kadang

memerlukan tranfusi darah atau infuscairan nutrisi. Fluida
(darah atau cairan nutrisi) itu ditempatkan dalam kantong
atau botol yang digantungkan pada suatu penyangga dan
dialirkan melalui selang dan jarum masuk ke pembuluh
darah.

Gambar 1. Transfusi darah atau infus nutrisi bagi pasien
Tekanan yang disebabkan oleh fluida ketika masuk

jarum tersebut sebanding dengan ketinggian permukaan
fluida di atas jarum. Lintasan selang, A atau B, tidak relevan,

44

karena tekanan itu hanya tergantung pada posisi kantong atau
botol fluida dan posisi jarum yang masuk dalam pembuluh
darah. Tekanan tersebut akan bertambah jika posisi kantong
atau botol fluida tersebut dinaikkan. Jika massa jenis fluida
itu adalah ρ, ketinggian permukaan fluida dalam kantong atau
botol adalah h di atas posisi jarum, maka tekanan fluida
tersebut dapat dituliskan sebagai: p  gh dengan g adalah
percepatan gravitasi. Misalkan jarum tersebut mempunyai
panjang L, jari-jari lubangr dan berada dalam posisi
horisontal.Jika koefisien viskositas fluida adalah η dan
perbedaan tekanan antara ujungujung jarum adalah (p1 – p2),
maka persamaan Poisseuille dapat dituliskan sebagai:

π r4(p1 - p2)

Q = 8ƞL
dengan Q adalah laju volume aliran, yaitu volume fluida yang
melewati suatu titik per satuan waktu.

45

Dalam konteks medis, hukum ini dapat diterapkan
untuk mengkaji hubungan antara debit alirandarah dengan
jari-jari pembuluh darah, tekanan darah dan vikositas darah.
Jari-jari pembuluh dapat diubah-ubah dengan menganti
pembuh dari berbagai ukuran. Selish rekanan fluida
merupakan selisih tekanan hidrostatik fluida pada posisi
lubang pancuran dan pada posisi permukaan fluida bejana
berpancuran. Jika selisih tinggi fluida pada kedua posisi itu
adalah h, maka selisih tekanan hidrostatis, P = ρgh dimana ρ
adalah masa jenis fluida, g adalah percepatan gravitasi dah h
adalah tinggi fluida.Viskositas fluida dapat di ubah-ubah
dengan mengganti kosentrasi larutan fluida.untuk itu dalam
percobaan ini, air akan ditambahkan sirup dengan berbagai
kosentrasi (Suharto, 2004).

46

Menghitung Laju Fluida
Laju fluida (Q) adalah volume fluida yang melewati

suatu titik perVsatuan waktu. Dari definisi tersebut dapat
diperoleh rumus laju fluida adalah :

Q =t
Yang dari persamaan tersebut dapat diambil kesimpulan
bahwa :

a. Laju fluida berbanding lurus dengan volume fluida
b. Laju fluida berbanding terbalik dengan waktu fluida
Menghitung Viskositas Fluida

Pengertian viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan
yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak atau benda padat
yang bergerak didalam fluida. Besarnya gesekan ini biasa
juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair
(Martoharsono,2006).

47

Dalam kegiatan praktikum ini, untuk mencari besarnya
koefisien viskositas fluida, digunakan persamaan hukum
poiseulle. Hukum poiseulle menyatakan bahwa cairan
mengalir melalui suatu pipa akan berbanding langsung
dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat
jari-jari pipa.

Dalam termodinamika dikenal 3 peubah keadaan, yakni
tekanan (P), volume (V) dan temperature (T). Ketiga besaran
tersebut bersifat saling gayut, atau biasa disebut tidak saling
bebas. Perubahan keadaan gas dapat terjadi pada suhu tetap,
tekanan tetap atau volume tetap (Indrajit,2006). Konsep teori
yang menjadi dasar eksperimen ini adalah konsep gas ideal
dan hukum Boyle. Konsep gas ideal menyatakan bahwa
semua gas dengan komposisi kimia apapun pada suhu tinggi
dan tekanan rendah cenderung memperlihatkan suatu
hubungan sederhana tertentu di antara sifat-sifat
makroskopisnya, yaitu tekanan (P), volume (V), dan

48

temperatur (T). Volume yang ditempati oleh gas tersebut
pada suatu tekanan dan temperatur yang diberikan adalah
sebanding dengan massanya (Yahdi,1996). Konstanta
tersebut akan sama dengan banyaknya mol gas (n) dikalikan
dengan konstanta gas universal (R= 8,34 J/mol.K). Hubungan
tersebut dapat dinyatakan dalam hukum Boyle-Gay Lussac
sebagai:

PV = nRT
Walaupun tidak ada gas yang betul-betul merupakan
gas ideal tetapi gas ideal merupakan suatu konsep sederhana
yang sangat berguna dalam mendekati keadaan yang
sebenarnya (Widodo,2009). Berdasarkan sifat makroskopis
suatu gas yaitu kelajuan, energi kinetik, momentum, dan
massa setiap partikel penyusun gas, gas ideal memiliki sifat
antara lain:

49

1. Suatu gas terdiri dari partikel-partikel yang disebut
molekul dan setiap molekul adalah identik (sama) sehingga
tidak dapat dibedakan dengan molekul lainnya.
2. Molekul-molekul gas bergerak secara acak dan memenuhi
hukum gerak Newton.
3. Jumlah seluruh molekul gas sangat banyak tetapi tidak
terjadi gaya interaksi antarmolekul.
4. Ukuran molekul gas sangat kecil sehingga dapat diabaikan
terhadap ukuran wadah.
5. Molekul gas terdistribusi merata pada seluruh ruangan
dalam wadah.
6. Setiap tumbukan yang terjadi (antara molekul dengan
molekul atau antara molekul dengan dinding wadah adalah
elastis sempurna).

Isotermal merupakan suatu proses perubahan keadaan
gas ideal yang terjadi pada suhu tetap. Dalam hukum Boyle

50