5/24/2018 Fluida 1213

1/28

Ahmad Maksumi

5/24/2018 Fluida 1213

2/28

Mekanika fluida : Ilmu yang mempelajari zatalir yang bergerak dan yang tidak bergerak

zat alir; terdiri atas zat cair dan zat gas

Hukumhukum yang berlaku pada zat cair

berlaku pula di zat gas

5/24/2018 Fluida 1213

3/28

Hidrostatika : ilmu yang mempelajari perilakuzat cair yang tidak bergerak

Dinamika fluida : mempelajari gaya yang

bekerja pada fluida dan gerak yangdiakibatkan gaya gaya ini. Dibagi menjadihidrodinamika (gerakan zat cair) danaerodinamika (gerakan gas)

5/24/2018 Fluida 1213

4/28

Zat cair

Molekul molekul terikatsecara longgar namun tetapberdekatan

Tekanan yang terjadi olehkarena adanya grafitasi bumiyang bekerja terhadapnya

Tekanan terjadi secara tegaklurus pada bidang

Jika molekulnya dipanaskan ,energi kinetik akan meningkatkarena energi panas diserap dandiubah menjadi energi gerak.Jika energinya mampumengalahkan daya tariknya,molekul akan menjauh daribentuk cairnya dan berubahmenjadi gas

Zat gas

Molekul bergerak bebas dansaling bertumbukan

Tekanan gas bersumber padaperubahan momentum yang

disebabkan tumbukan molekulgas pada dinding

Tekanan terjadi tidak tegak luruspada bidang

Jika dipanaskan, molekulnyaakan bergerak makin cepat dan

semakin sering bertubrukan satusama lain dan dengan dindingwadah sehingga tekanan makinmeningkat

5/24/2018 Fluida 1213

5/28

1. AbsorpsiYaitu proses penyerapan suatu zat oleh zat lain. Misalspons yang dapat menyerap tumpahan air dan usushalus mengabsorpsi air dan zat terlarut ke dalamdarah dan limfe melalui vili

2. Adsorpsi

Yaitu daya ikat suatu zat ke permukaan suatu zatpadat. Misal klor (beracun) dapat diadsorpsi melaluikarbon yang teraktivasi. Aluminium silikat dalam

kaolin sebagai adsorber yang dapat meredakan diaredengan cara mengikat zat pengiritasi

5/24/2018 Fluida 1213

6/28

3. Kohesi

Gaya tarik menarik antarpartikel sejenis.Contohnya permukaan air yang cenderung

membentuk tetesan

tetesan bukan menyebar rata4. Adhesi

Gaya tarik menarik antarpartikel tidak sejenis.

Contohnya gaya tarik antara air dan molekulgelas.

5/24/2018 Fluida 1213

7/28

5. Meniskus

Keadaan permukaan zat cair, cembung ataucekung, akibat adhesi dan kohesi

Jika gaya adhesi > gaya kohesi, akan terbentukmeniskus cekung

Jika gaya adhesi < gaya kohesi akan terbentuk

meniskus cembung

5/24/2018 Fluida 1213

8/28

6. Tegangan permukaan

Kecenderungan suatu cairan untuk menarik molekulpermukaan ke dalam badan cairan sehingga memperkecilluas area permukaan sampai batas minimumnya sehinggaterbentuk kulit atau lapisan pada permukaan air.

Terjadi karena akibat gaya kohesi antar molekul.

Tegangan permukaan merkuri lebih besar dibanding air.Alkohol memiliki tegangan permukaan yang rendah samadengan desinfektan dan antiseptik.

Desinfektan dan antiseptik memiliki tegangan permukaan yang

rendah sehingga dapat menyebar lebih luas dan memilikigaya kohesi lebih rendah maka cairan akan lebih cepatmenguap.

5/24/2018 Fluida 1213

9/28

7. Kapileritas

Naiknya permukaan zat cair karena melewati celah sempit.

Terjadi karena gaya adhesi dan tegangan permukaan.

Adanya gaya adhesi menyebabkan permukaan air menjadimeniskus cekung, dengan adanya tegangan permukaanyang cenderung menjaga keutuhan cairan, keseluruhanpermukaan cairan juga tertarik ke atas

Adanya kapileritas, maka membantu jantung menggerakkan

darah melalui jaringan pembuluh darah kapiler yang sangathalus.

8. Densitas

Massa persatuan volume

5/24/2018 Fluida 1213

10/28

1. Sebagai solven, air dapat melarutkan lebih banyakzat daripada cairan yang lain. Zat terlarut (solut)akan bercampur membentuk larutan.

2. Dalam transpor (nutrisi, ekskresi), air memberikan

media yang dapat mempertahankan keberadaanberbagai zat sebagai komponen utama sistemtranspor tubuh, yaitu darah. Juga membawa zat zat buangan misal CO2 dan urea di bawa dari sel

menuju paru

paru, ginjal dan kelenjar sehinggadapat diekskresikan.

5/24/2018 Fluida 1213

11/28

3. Dalam pengaturan suhu tubuh

4. Pada pelumasan

5. Sebagai reagen kimia

5/24/2018 Fluida 1213

12/28

vm

AFp

= massa jenis bendam = massa benda

v = volume benda

P = tekananF = gaya

A = luas penampang benda

Hukum Pascal : Tekanan yang dikerjakan pada fluida dalam bejana tertutupDiteruskan tanpa berkurang ke semua bagian fluida dan dinding bejana itu.

5/24/2018 Fluida 1213

13/28

Jika seorang pasien dibaringkan di atas matras biasa, berat pasiencenderung terkonsentrasi hanya pada bbrp titik kontak dngan

matrasarea sakral dan tumit. Semua titik kontak tsb beradapada tulang yang tajam dan/atau menonjol dan jaringan yang

menempel pada tulang tersebut tidak beradaptasi untuk menahanbeban. Hal yang akan terjadi adalah :

-kompresi pada jaringan kulit, pmbuluh darah kecil

dan syaraf

-gaya robek atau gesek, kulit akan tergesek atau

tergeser

5/24/2018 Fluida 1213

14/28

Ujung tajam dari tulang yang patah memiliki area potong lintangyang sangat kecil pada bagian yang menonjol sehingga tekananapapun mngenainya akan berakibat sebagai tekanan yang tinggi.Akibatnya adalah kerusakan pada jaringan di skitar tulang yangpatah dan beresiko infeksi

Tubuh didesain menerima tekanan konstan 100 kPa (1 atm). Jikatubuh menerima tekanan yang lebih rendah dapat menyebabkantrauma bahkan berakibat fatal. Akibatnya banyak pmbuluh darahhalus dalam tlinga dan hidung akan mengalami pndarahan hebat.

5/24/2018 Fluida 1213

15/28

Definisi : Tekanan yang dikerjakan padafluida dalam bejana tertutup diteruskan tanpaberkurang ke semua bagian fluida dan

dinding bejana itu.

A

F

p

2

2

1

1

A

F

A

F

F1 F2

A1 A2

5/24/2018 Fluida 1213

16/28

Matras udara atau air; bermanfaat untukpasien yang rentan mengalami dekubitus(penyakit yang tidak sadar, lumpuh/ lemahterbaring diatas tmpat tidur); distribusitekanan tersebar merata ke seluruh bagiantubuh

Cairan serebrospinal otak dan tulang belakangadalah sistem yang tertutup sehingga tekananyang dibrkan akan disebarkan merata padaseluruh bagian sistem

Setiap tekanan yang diberikan pada janin akandisebarkan merata pada seluruh cairanamniotik sehingga janin tidak mengalamideformitas

5/24/2018 Fluida 1213

17/28

Setiap peningkatan abnormal pada tekanan cairan tertutupdalam tubuh dapat menyebabkan kerusakan atauketidaknyamanan akut. Contoh :

-Peningkatan tekanan pada rongga perikardia dan pleural,

-Peningkatan tekanan yang kuat pada kornea mata dapatdihantarkan ke bagian inferior mata menuju retina atausaraf optik.

-Peningkatan tekanan pada kandung kemih pada saatmenahan kencing

5/24/2018 Fluida 1213

18/28

Tekanan pada titik manapun di bawah permukaansuatu cairandalam wadah tertutup bergantung padadua faktor

Tinggi kolom cairan,

Densitas cairan; densitas merkuri 13,6 x air, tekananmerkuri 13,6 x air

ghP P=tekanan (N/m2)

= densitas (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)h = tinggi kolom (m)

Contohnya pada penggunaan infus intravena

5/24/2018 Fluida 1213

19/28

infus intravenaPada saat situasi statik (infus intravena tidakmengalir) tekanan pada titik masuk ke dalam

tubuh akan sebanding dngan tinggi permukaanlarutan dan densitas larutan. Mis. Glukosa 5% ataudarah lengkap

5/24/2018 Fluida 1213

20/28

infus intravenaPada saat infus mulai masuk ke dalam tubuh

pasien, akan terjadi penurunan tekanan antara

awal slang dan titik keluar slang.Gradien tekanan terbentuk akibat friksi cairan

yang menimbulkan penolakan terhadap alirancairan tersebut yang akhirnya mngubah laju

aliran volume

5/24/2018 Fluida 1213

21/28

Hukum Poiseuile

L

PPrQ

8

21

4

tahanan

tekanandebit

Q = Debit fluida yang mengalir (m3/dtk)

r = jari jari saluran fluida (m)

P1, p2 = tekanan pada sauran (N/m2)

= viskositas zat cair (kekentalan zat cair) (pascal)

L = Panjang saluran

Cairan yang mengalir melalui suatu saluran akan berbanding lurus dengan

penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat jari jari pipa.

5/24/2018 Fluida 1213

22/28

Darah mengalir pada sistem sirkulasi akbatadanya gradien tekanan yang bsar antara aortadan ujung bagan luar atrium kanan jantung

Tekanan aorta adalah tekanan trtinggi = 100mmHg dan di atrium kanan = 0 mmHg

5/24/2018 Fluida 1213

23/28

Hukum ArchimedesBerat fluida yang dipindahkan sama dengan beratbenda yang mengenai fluida tersebut

Persamaan Bernoulli

KghVP 2

2

1

vgF

P = tekanan

= massa jenis fluida

V = kecepatan alir fluida

h = tinggi permukaan fluida

5/24/2018 Fluida 1213

24/28

Diaggap sebagai gesekan di bagian dalamfluida

Akibat viskositas, untuk menggerakkan salah

satu lapisan fluida di atas lapisan lainnya harusdikerjakan gaya.

Zat cair mempunyai viskositas lebih tinggi darigas

5/24/2018 Fluida 1213

25/28

AvFl

l

vAF

= viskositas

F/A = tegangan luncurv/l = cepat perubahan luncur

5/24/2018 Fluida 1213

26/28

Gambaran aliran zat cair dalam pembuluh

P1P2

FA

5/24/2018 Fluida 1213

27/28

Efek panjang pembuluh terhadap debitMakin panjang pembuluh, sedangkan diameterpembuluh sama, zat cair yang mengair lewatpembuluh tersebut akan memperoleh tahanan

semakin besar, sehingga debit zat cair akanlebih besar pada pembuluh yang lebih pendek Efek diameter pembuluh terhadap debit

zat cair yang melewati pembuluh akan

dihambat oleh dinding pembuluh, sehinggakecepatan aliran zat cair makin cepat padapembuluh dengan diameter semakin besar.

5/24/2018 Fluida 1213

28/28

Efek kekentalan terhadap debitsemakin kental zat cair yang melewatipembuluh, semakin besar gesekan terhadapdinding pembuluh sehingga tahanan semakinbesar.

Pada darah normal, kekentalan 3,5 kali air. Jika kekentalan darah 1,5 kali darah normal, kekentalan menjadi 2

kali air Jika konsentrasi darah 70 kali darah normal, kekentalan menjadi

20 kali air Pada penderita anemia aliran darah adalah cepat karena

konsentrasi sel darah normal sangat rendah.