1. IAD (FISIKA) Dosen: D.N. Zohari, M.Pd SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN (STIKES BTH) TASIKMALAYA Jl. Cilolohan No.36 (0265) 327225 Tasikmalaya

2. KOMPETENSI StandarKompetensi: Setelah mengikuti perkuliahan mahasiswa dapat menganalisis konsep dan dasar dasar biomekanika Kompetensi Dasar: Setelah menyelesaikan mata kuliah ini mahasiswa dapat: Mengenal perbedaan konsep dasar hidrostatika dan hidrodinamika Mengidentifikasi sifat sifat zat cair dan gas Mengetahui faktor faktor yang mempengaruhi kekentalan suatu zat cair Menentukan kecepatan kritis suatu aliran zat cair pada suatu pembuluh Mengenal prinsip kerja Sfigmanometer Mengidentifikasi terjadinya bunyi jantung melalui grafik Mengidentifikasi proporsi udara pada waktu bernafas Menerapkan konsep dasar mekanika pada mekanisme paru-paru Menganal Hukum Dasar Pernafasan Mengenal prinsip Alat alat ukur pernafasan

3. Indikator: Menerapkan Hk I dan II Newton untuk menentukan apakah suatu sistem termasuk hidrostatika atau hidrodinamika Mengungkapkan persamaan Bernoulli dari suatu pembuluh yang luas kedua ujung dan ketinggiannya berbeda Mengungkapkan persamaan Poiseuille Menentukan kecepatan terminal suatu benda yang berada pada zat cair Menghitung kecepatan kritis darah dengan menggunakan persamaan Reynolds Menjelaskan Prinsip kerja Sfigmanometer Menganalisis bunyi jantung dari grafik tekanan terhadap waktu Menentukan terjadinya sistole dan diastol Mengungkapkan proporsi udara saat inspirasi dan ekspirasi Membuat analogi prinsip kerja paru-paru dengan piston berpegas Menjelaskan hukum hukum dalam pernafasan Menjelaskan prinsip kerja Alat ukur pernafasan

4. II. FLUIDA A. TEKANAN HIDROSTATIK Perhatikan gambar bejana berisi air di bawah ini Massa sample=m = .dV=.A.dy (p+dp)A Fx=0, Gaya dilakukan oleh Fluida dan saling menghilangkan A y Sample air dalam bentuk lempeng Fy=0, Gaya dilakukan oleh Fluida dan berat fluida dW pA Fy=0 (p+dp)A+dW=pA pA=(p+dp)A+ .g.A.dy maka p2-p1=-g(y2-y1) Jika p1 tekanan pada jarak y1 dan p2 Tekanan pada jarak y2 di atas dasar maka : p = po+.g.h

5. B. Dinamika Fluida Incompresible Non Viscous Fluida Sempurna Laminer Kontinu Persamaan Kontinuitas A2 v2 v1 A1 Bila rapat massa , maka massa yang mengalir adalah .A1.v1.dt= .A2.v2.dt atau A1.v1= A2.v2

6. C. HIDRODINAMIKA PERSAMAAN BERNOULLI Tinjau sebuah buluh dengan kedua ujung penampang A1 dan A2 V2 l2 P1A1 V1 A2 A1 l1 Setelah t detik P1A1 Usaha yang dilakukan adalah W = (P1.A1-P2.A2) l = (P1-P2) V = (P1-P2) m/ Karena W = E E=1/2 mv2+mgh=konstan 1/2 mv12+mgh1=1/2 mv22+mgh2 1/2 mv22-1/2 mv12+mgh2-mgh1=(P1-P2)m/ P1+1/2 v12+ gh1= P2+1/2 v22+ gh2

7. D. VISKOSITAS Penampang Lintang Viskosimeter Modern Viskosimeter Sederhana

8. Viskositas didefinisikan sebagai Rasio antara Tekanan terhadap Cepat Perubahan Regangan, jadi : Tampak dari atas Dengan  = Viskositas (Poise atau Pa.s-1) A = luas penampang (m2) dv= kecepatan (m/s) dr = Lebarcelahdiisi air (m) A A’ D D’ r B C

9. E. HUKUM POISEUILLE Tinjau suatu aliran Fluida pada Pembuluh P2A2 P1A1 r R dr L P2 P1 Aliran fluida terjadi karena perbedaan tekanan, maka : F=(P2-P1)r2 sedangkan F=.A.dv/dr dan A = 2rL, sehingga (P2-P1)r2 = .A.dv/dr (P2-P1)r2 = .2 rl.dv/dr (P2-P1)r = 2. l.dv/dr Karena : Q=dV/dt =A.dl/dt = dV.A Maka:

10. Dimana : (P1-P2) =Tegangan Q = Debit Aliran R4/8L= DayaHambatterhadapaliranFluida F. LAJU ENDAP Gaya Apung Gaya Stokes Fa=zcV.g = zc.4/3.r3.g Fs=6  r v Fs Fa W=mg=b.4/3r3.g Fy=0 Fa+Fs=W atau Fs =W-Fa, maka kecepatanterminalnyaadalah 6  r v=4/3 r3.g (b-zc) W

11. AlatSentrifugir Alatuntukmempercepatpengendapan Fs W R Fx=0 W=Fs mg=mv2/R g=v2/R=42f2R

12. LAMINER AliranLamineradalahAliranFluida yang memilikigarisarus Streamline, Laminertidaknyasuatufluidadapatditentukanolehnilai Reynolds yang tergantungpadaVariabel ALIRAN FLUIDA R>3000 : Turbulen Air : R=1000 Darah : R=2000 TUBULEN Q Laminer Laminer Turbulen Turbulen P Pc ManfaatTurbulensi : Deteksibunyijantung danTekananDarah

13. G. BUNYI JANTUNG

14. X10-1 s Detakjantung ke-2 Kontraksijantung

15. H. TEKANAN DARAH Ventikelkiri P VentrikelKiri Aorta 120 Arteri VentrikelKanan Kapiler Lungs Vena 25 Volume darahpadajantungdewasa 4.5 liter, terpompa 80 ml/menit 80 % SirkulasiSistemik 20 % Paruparu 20 % Arteri 10 % Kapiler 70 %Vena

16. TEKANAN DARAH a. TekananDarahSistemik P 120 Sistolik P rata-rata 95 80 Diastolik t b. TekananArteriParuParu P 30 Sistolik 20 P rata-rata 10 Diastolik t

17. c. Tekanan Rata-rata P 120 Sistolik 95 P rata-rata 80 Diastolik t Debit rata-rata Debit alirandarah

18. I. MEMBRAN KENYAL 1. SILINDER 2T=2RP T=RP T T 2. BOLA Tunjaupermukaangelembung (P-Pa)dA  dAcos (P-Pa)dAcos dA T P

20. J. MEKANIKA PARU-PARU Analogiprinsipkerja Pleura Parietalis Intra Pleura Pleura Viseralis Ketikamenariknafas pleura parietalisdanviseralisikutmenggembung

21. HUKUM-HUKUM DALAM PERNAFASAN 1. Hukum Dalton Padacampuran gas, tiap-tiap gas membentukkontribusitekanan total Seakanakan gas ituberadasendiri Misal: Udara : - 20% O2 - 80% N2 PO2 = 20%x 760 mmHg = 150 mmHg PN2 = 80%x 760 mmHg = 610 mmHg 2. Hukum Boyle P.V = Konstan 3. Hukum Laplace (P-Pa) =P=4 /R

22. ALAT UKUR VOLUME PARU PARU Spirometer PrinsipKerja

23. SPIROGRAM