Fluida Dalam Aliran Darah

(1)

KONSEP FLUIDA DALAM ALIRAN DARAH

Oleh:

N

Na

am

ma

a

:

: C

Ch

hu

us

sn

nu

ul

l R

Ro

od

dlliia

an

na

a

Dwitasai

N

NIIM

M

:

: !

!"

"#

#$

$#

#"

"%

%#

#"

"$

$#

##

#&

&'

'

Kelas

:

: F

Famasi

amasi D

D

PRO(RAM S)UDI FARMASI

FAKUL)AS ILMU KESEHA)AN

UNI*ERSI)AS MUHAMMADI+AH MALAN(

(2)

!"#$

KA)A PEN(AN)AR

Puji syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada kami. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW. capan terimakasih pula kepada !bu Arina Swastika Maulita" selaku dosen saya" tak lupa kepada teman-teman yang turut serta membantu sehingga" saya dapat menyelesaikan makalah ini.

Makalah dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah #isika dasar. $alam makalah yang berjudul %&onsep #luida dalam aliran darah' ini" saya menyajikan beberapa hal yang berkaitan dengan judul tersebut.

Segala upaya telah sayai lakukan untuk menyelesaikan makalah ini. Namun" saya menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. ntuk itu" saya selaku penulis memohon maa# apabila terdapat kekurangan dan kekeliruan di dalamnya.

Akhir kata" semoga makalah ini berman#aat bagi kita semua. Amin (a )obbal *alamin..

+litar" , ktober ,/0

Penuli

(3)

$A1TA) !S!

2A3AMAN 4$3...i &ATA P5N6ANTA)... ...ii $A1TA) !S!...iii +A+ ! P5N$A23AN.../ #,#,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,La ta -ela.an/,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,# #,!,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R umusan Masalah,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,# #,$,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,)u 0uan,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,# -A- II PEM-AHASAN,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,! !,#,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,P en/etian Fluida,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,! !,!,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,K ete.aitan Fluida den/an Alian Daah,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,$ !,$,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,H u1un/an Konse2 Fluida den/an Alian Daah,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,% -A- III PENU)UP,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3 $,#,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,K esim2ulan,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3 DAF)AR PUS)AKA,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,i4

(4)

ii -A- I

PENDAHULUAN

#,#,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,La ta 1ela.an/

Aliran #luida yang melingkupi sebuah benda secara penuh akan menimbulkan tegangan pada benda tersebut" baik tegangan normal maupun tegangan geser. Tegangan normal disebabkan karena adanya tekanan dari #luida" sedangkan tegangan geser timbul akibat adanya 7iskositas #luida. 4ika ditinjau pada aliran dua dimensi" aliran yang mengalir secara hori8ontal akan menimbulkan gaya drag atau gaya hambat karena arah dari gaya ini berlawanan dengan arah aliran" sedangkan aliran yang mengalir secara 7ertikal menimbulkan gaya li#t atau gaya angkat.

&onsep #luida tidak hanya dapat ditemukan pada benda mati. Melainkan pada benda hidup. Misalnya keterkaitan #luida dalam peredaran darah manusia.

/., )umusan masalah

/. Apa pengertian #luida9

,. +agaimana keterkaitan #luida dengan aliran darah9

0. +agaimana hubungan konsep #luida dengan aliran darah9 /.0 Tujuan

/. Mengetahui pengertian #luida

,. Mengetahui keterkaitan #luida dalam aliran darah

(5)

/ +A+ !!

P5M+A2ASAN

,./ Pengertian #luida

Fluida 5 6at ali 7 adalah 6at 8an/ da2at men/ali9 misaln8a 6at ai dan /as, Fluida da2at di/olon/.an dalam dua maam9 8aitu ;uida statis dan dinamis, Fluida 0u/a meu2a.an su1< him2unan dai =ase 1enda temasu. aian9 /as9 2lasma9 dan 2adat 2lasti.,Menuut ensi.lo2edia Sains dan .ehidu2an9 ;uida adalah 6at ai atau den/an .ata lain 6at 8an/ da2at men/ali, Contoh ;uida adalah ai9 min8a. /oen/9 udaa9 sola9 /etah9 oli9 lilin ai9 min8a. tanah9 1ensin9 daah9 dll, Dalam hal ini 6at 2adat 1u.an temasu. dai /olon/an ;uida .aena tida. da2at men/ali, Fluida da2at 1eu1ah 1entu. sesuai 1entu. wadah 2enam2an/ ;uida, Oleh .aena itu =uida selalu 1e.e0a seaa te/a. luus 2ada 2emu.aan ;uida,

Dalam ;uida di.enal istilah >)e.anan (au/e? 8an/ atin8a adalah nilai atau 1esan8a te.anan, )e.anan /au/e dide@nisi.an se1a/ai selisih antaa te.anan ;uida 8an/ se1enan8a den/an te.anan udaa, )e.anan ;uida 2ada suatu titi. dalam ;uida memili.i nilai 8an/ sama setia2 aah,

Fluida memili.i si=at tida. menola. tehada2 2eu1ahan 1entu. dan .emam2uan untu. men/ali 5atau umumn8a .emam2uann8a untu. men/am1il 1entu. dai wadah mee.a7, Si=at ini 1iasan8a di.aena.an se1uah =un/si dai

(6)

.etida.mam2uan mee.a men/ada.an te/an/an /ese 5shea stess7 dalam e.uili1ium stati., Konse.uensi dai si=at ini adalah hu.um Pasal 8an/ mene.an.an 2entin/n8a te.anan dalam men/.aa.teisasi 1entu. ;uid, Da2at disim2ul.an 1ahwa ;uida adalah 6at atau entitas 8an/ tede=omasi seaa 1e.esinam1un/an a2a1ila di1ei te/an/an /ese walau se.eil a2a2un te/an/an /ese itu,

Fluida di 1a/i men0adi ! 1a/ian di antaan8a adalah:

/. Fluidan statis 5;uida 8an/ diam7

,. Fluida dinamis 5;uida 8an/ 1e/ea.7

,

!,! Keteaitan Fluida den/an Alian Daah

Sebelum membahas struktur dan #ungsi pembuluh darah secara detail" perlu untuk mempertimbangkan secara singkat beberapa si#at cairan dan prinsip-prinsip yang mengatur aliran cairan melalui pembuluh. Semua cairan :bila dalam ruang tertutup; mengerahkan tekanan. Tekanan hidrostatik merujuk pada gaya yang diberikan likuid oleh seseorang terhadap dinding wadahnya. Tekanan yang diberikannya dalam sistem 7askular dikenal sebagai tekanan darah. Tekanan ber7ariasi dengan ketinggian kolom cairan dan ini dapat diamati dalam pembuluh darah orang yang berdiri. Tekanan 7ena pada kaki yang jauh lebih besar

daripada di kepala :ini" tentu saja" berkaitan dengan e#ek gra7itasi;. Pengaruh kerapatan terhadap tekanan hidrostatik ditunjukkan oleh #akta bahwa / mm air raksa e<erts tekanan yang sama seperti /0 mm air karena merkuri lebih dari /0 kali berat seperti air yang setara 7olume.

4ika tekanan yang diberikan pada cairan yang terbatas" tekanan akan diteruskan sama di semua arah. 2al ini dikenal sebagai prinsip Pascal. 4ika ada titik lemah dalam dinding wadah dan tekanan yang diberikan cukup besar" dinding kontainer bisa meledak. !nilah yang terjadi ketika sebuah ledakan aneurisma terjadi.

&etika seorang indi7idu hipertensi" pembuluh darah mengeras atau mengalami perubahan sklerotik :arteriosclerosis; untuk mencegah pembuluh penuh dengan tekanan darah tinggi. &etidaklenturan wadah juga mempengaruhi tekanan hidrostatik yang berkembang" yakni jika wadah yang dapat dilembungkan" tekanan dalam cairan kurang dari dalam wadah yang kaku.

(7)

)e.anan daah 1e/antun/ 2ada:  *olume daah di dalam 2em1uluh

 Com2liane atau distensi1ilitas 5da8a e/an/ 2em1uluh7,

)e.anan daah sistemi. te1esa di aota dan teendah di 4ena a4a, Penuunan te.anan daah te0adi di ateiol 8/ teda2at esistensi te1esa,

Maam<maam te.anan daah atei:

 )e.anan sistoli.: te.anan ma.simum 8/ ditim1ul.an di atei selama sistol

 )e.anan diastoli.: te.anan minimum di dalam atei selama diastole $  )e.anan nadi: selisih antaa te.anan sistoli.  te.anan diastoli

8an/ di2en/auhi oleh isi se.unu2  .a2asitas atei

 )e.anan daah ata<ata 5mean ateial 2essueB MAP7: meu2a.an /a8a 2endoon/ utama a/a daah men/ali,

!,$ Hu1un/an Konse2 Fluida den/an Alian Daah

Hu1un/an antaa .onse2 ;uida den/an alian daah diantaan8a 8aitu:

ARUS FLUIDA

Aliran #luida melalui pembuluh darah ditentukan oleh perbedaan tekanan antara kedua ujung pembuluh dan juga resistensi terhadap aliran.

PERBEDAAN TEKANAN

ntuk setiap cairan yang mengalir di sepanjang pembuluh harus ada perbedaan tekanan #luida sehingga dinyatakan tidak akan bergerak. $alam sistem kardio7askular tekanan darah atau gaya yang dihasilkan oleh pemompaan jantung ada penurunan terus-menerus dalam tekanan dari 7entrikel kiri jantung ke jaringan dan juga dari jaringan kembali ke atrium kanan jantung. Tanpa penurunan tekanan darah ini" darah tidak akan mengalir di sekitar sistem peredaran darah.

KEDAP ATAS ARUS

)esistensi adalah ukuran kemudahan #luida yang akan mengalir melalui tabung" yakni semakin mudah" semakin sedikit resistensi terhadap aliran" dan sebaliknya.$alam sistem peredaran darah perlawanan biasanya digambarkan sebagai resistensi 7askular"

(8)

seperti terutama berasal dari pembuluh darah peri#er" sehingga hanya dikenal sebagai resistensi peri#er. Perlawanan ini tergantung pada 7iskositas cairan" jari-jari dan" panjang tabung. )esistensi pada dasarnya adalah ukuran dari gesekan antara molekul cairan" dan antara dinding tabung dan cairan.

RADIUS DARI TUBE (PEMBULUH DARAH)

Semakin kecil radius pembuluh" semakin besar perlawanan terhadap gerakan = partikel ini sehingga hasil resistensi meningkat dari kemungkinan yang lebih besar pada partikel #luida yang bertabrakan dengan dinding pembuluh. &etika sebuah partikel bertabrakan dengan dinding" beberapa partikel energi kinetik :energi gerak; hilang dampaknya" sehingga dapat memperlambat aliran partikel darah. $engan demikian" dalam sebuah diameter pembuluh darah yang lebih kecil" akan ada lebih banyak tabrakan dan penurunan pada kadar energi dan kecepatan dari partikel-partikel darah yang bergerak melalui pembuluh. 2al ini mengakibatkan penurunan tekanan hidrostatik. Perubahan kecil dalam ukuran jari-jari pembuluh darah" terutama dari pinggiran pembuluh yang lebih lanjut" dapat sangat mempengaruhi aliran darah. Perubahan pada dinding arteri besar menyebabkan penyempitan lumen pembuluh dan mengakibatkan peningkatan resistensi pembuluh darah

PANJANG TUBE (PEMBULUH)

Semakin panjang pembuluh" semakin besar perlawanan terhadap aliran cairan darah. Sebuah pembuluh akan memerlukan tekanan yang lebih besar untuk memaksa 7olume tertentu melalui cairan darah daripada sebuah pembuluh yang lebih pendek.

Namun" panjang pembuluh darah dalam tubuh tidak berubah secara signi#ikan dan panjang keseluruhan adalah dijaga minimal karena sirkuit paralel dalam sirkulasi

sistemik.

TENTANG VISKOSITAS FLUIDA

>iskositas adalah ukuran atau internal antarmolekul gesekan dalam #luida atau" dengan kata lain" dari kecenderungan cairan untuk melawan arus. Tingkat aliran

(9)

berbanding terbalik dengan 7iskositas" yaitu semakin besar 7iskositas #luida" semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan cairan itu. $engan demikian" perubahan

7iskositas darah mempengaruhi alirannya.

+iasanya 7iskositas darah cukup konstan" tetapi pada polisitemia" di mana ada sel konten merah meningkat" 7iskositas darah bisa ditingkatkan dan berkurangnya aliran darah. $ehidrasi yang parah" dimana ada kehilangan plasma" juga dapat menyebabkan 7iskositas meningkat. Pendinginan darah juga bisa men ingkatkan 7iskositasnya.

?

Si#at lapisan pipa atau pembuluh juga mempengaruhi aliran cairan jalan. 4ika lapisan pembuluh darah halus" cairan akan mengalir merata. 2al ini dikenal sebagai merampingkan atau aliran laminar. Namun" jika lapisan" kasar" tidak rata atau cairan mengalir tidak teratur" aliran turbulennya sudah diatur. 3aminar #low adalah ciri khas sebagian besar dari sistem 7askular yang bersi#at diam" sedangkan aliran turbulen dapat didengar" misalnya selama pengukuran tekanan darah dengan sphygmomanometer. &adang-kadang diperlukan untuk mengukur aliran darah pada pasien dan ini biasanya hanya untuk mengukur kuantitas darah yang melewati titik tertentu dalam sirkulasi selama jangka waktu tertentu.

Salah satu metode yang digunakan dalam situasi klinis adalah dengan memakai suatu #lowmeter ultrasonik yang diterapkan pada permukaan kulit melalui pembuluh darah. !ni meman#aatkan e#ek $oppler :pergeseran dalam #rekuensi gelombang ultrasonik ketika mereka terpantul bergerak sel darah;. !ni merupakan non-in7asi# dan metode yang berguna untuk menilai kondisi pembuluh darah peri#er" penyakit pembuluh darah peri#er

atau setelah operasi 7askuler misalnya.

STRUKTUR INTERAKSI DI ALIRAN DARAH

Studi aliran cairan kental mampat melalui compliant tabung memiliki banyak aplikasi. Salah satu aplikasi utamanya adalah aliran darah melalui arteri manusia. Memahami propagasi gelombang pada dinding arteri" lokal hemodinamik dan temporal gradien tegangan dinding penting dalam mekanisme yang mengarah ke berbagai komplikasi #ungsi kardio7askular.

(10)

Walaupun darah adalah suspensi sel darah merah" sel darah putih" dan trombosit di dalam plasma" suspensi ini adalah Non-Newtonian alam karena reologi tertentu rele7an dalam arteri :arteriol; dan kapiler di mana diameter arteri menjadi sebanding dengan ukuran sel.

Pada arteri yang menengah hingga besar" seperti arteri koroner :menengah;

dan aorta perut :besar;" persamaan Na7ier-Stokes untuk suatu #luida 7iskos inkompresibel dianggap sebagai model yang baik untuk aliran darah.

@

GAMBARAN MODEL DINDING PEMBULUH DARAH

Merancang model yang akurat untuk perilaku mekanik dinding arteri lebih rumit. Arteri bersi#at anisotropik dan heterogen" memiliki lapisan dengan karakteristik biomekanik yang berbeda . +erbagai model yang berbeda telah diusulkan dalam literatur untuk model perilaku mekanik arteri . Mulai dari penjelasan rinci tentang masing-masing lapisan gambaran rata-rata respon mekanik total dari dinding pembuluh" asumsi homogen" dan perilaku elastis linier.

$i antara semua persamaan shell teori" persamaan shell &oiter tampaknya paling sederhana dan konsisten pada pendekatan pertama dalam teori umum shell elastis tipis. $alam tambahan" mereka telah matematis dibenarkan menggunakan metode asimtotik agar konsisten dengan tiga-dimensi elastisitas. !ni menunjukkan bahwa model shell &oiter memiliki perilaku asimtotik yang sama seperti tiga-dimensi membran model" model membungkuk" dan model membran umum di mana masing-masing memegang semua itu.

(11)

& -A- III

PENU)UP $,# Kesim2ulan

Fluida 5 6at ali 7 adalah 6at 8an/ da2at men/ali9 misaln8a 6at ai dan /as, Fluida da2at di/olon/.an dalam dua maam9 8aitu ;uida statis dan dinamis,

Tekanan ber7ariasi dengan ketinggian kolom cairan. 2al ini dapat diamati dalam pembuluh darah orang yang berdiri. Tekanan 7ena pada kaki yang jauh lebih besar daripada di kepala :ini" tentu saja" berkaitan dengan e#ek gra7itasi;. Pengaruh kerapatan terhadap tekanan hidrostatik ditunjukkan oleh #akta bahwa / mm air raksa e<erts tekanan yang sama seperti /0 mm air karena merkuri lebih dari /0 kali berat seperti air yang setara 7olume.

4ika tekanan yang diberikan pada cairan yang terbatas" tekanan akan diteruskan sama di semua arah. 2al ini dikenal sebagai prinsip Pascal. 4ika ada titik lemah dalam dinding wadah dan tekanan yang diberikan cukup besar" dinding kontainer bisa meledak. !nilah yang terjadi ketika sebuah ledakan aneurisma terjadi.

Hu1un/an antaa .onse2 ;uida den/an alian daah diantaan8a 8aitu:

ARUS FLUIDA

Aliran #luida melalui pembuluh darah ditentukan oleh perbedaan tekanan antara kedua ujung pembuluh dan juga resistensi terhadap aliran.

PERBEDAAN TEKANAN

ntuk setiap cairan yang mengalir di sepanjang pembuluh harus ada perbedaan tekanan #luida sehingga dinyatakan tidak akan bergerak.

RESISTENSI

)esistensi adalah ukuran kemudahan #luida yang akan mengalir melalui tabung" yakni semakin mudah" semakin sedikit resistensi terhadap aliran" dan sebaliknya. $alam

(12)

sistem peredaran darah perlawanan biasanya digambarkan sebagai resistensi 7askular" seperti terutama berasal dari pembuluh darah peri#er" sehingga hanya dikenal sebagai

 resistensi peri#er. Perlawanan ini tergantung pada 7iskositas cairan" jari-jari dan" panjang tabung.

RADIUS DARI TUBE (PEMBULUH DARAH)

Semakin kecil radius pembuluh" semakin besar perlawanan terhadap gerakan partikel ini sehingga hasil resistensi meningkat dari kemungkinan yang lebih besar pada partikel #luida yang bertabrakan dengan dinding pembuluh.

PANJANG TUBE (PEMBULUH)

Semakin panjang pembuluh" semakin besar perlawanan terhadap aliran cairan darah.

TENTANG VISKOSITAS FLUIDA

>iskositas adalah ukuran atau internal antarmolekul gesekan dalam #luida atau" dengan kata lain" dari kecenderungan cairan untuk melawan arus. Tingkat aliran berbanding terbalik dengan 7iskositas" yaitu semakin besar 7iskositas #luida" semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan cairan itu. $engan demikian" perubahan

7iskositas darah mempengaruhi alirannya.

STRUKTUR INTERAKSI DI ALIRAN DARAH

Studi aliran cairan kental mampat melalui compliant tabung memiliki banyak aplikasi. Salah satu aplikasi utamanya adalah aliran darah melalui arteri manusia. Memahami propagasi gelombang pada dinding arteri" lokal hemodinamik dan temporal gradien tegangan dinding penting dalam mekanisme yang mengarah ke berbagai komplikasi #ungsi kardio7askular.

Pada arteri yang menengah hingga besar" seperti arteri koroner :menengah;

dan aorta perut :besar;" persamaan Na7ier-Stokes untuk suatu #luida 7iskos inkompresibel dianggap sebagai model yang baik untuk aliran darah.

(13)

B

GAMBARAN MODEL DINDING PEMBULUH DARAH

$i antara semua persamaan shell teori" persamaan shell &oiter tampaknya paling sederhana dan konsisten pada pendekatan pertama dalam teori umum shell elastis tipis. $alam tambahan" mereka telah matematis dibenarkan menggunakan metode asimtotik agar konsisten dengan tiga-dimensi elastisitas. !ni menunjukkan bahwa model shell &oiter memiliki perilaku asimtotik yang sama seperti tiga-dimensi membran model" model membungkuk" dan model membran umum di mana masing-masing memegang semua itu.

#"

(14)

htt2:BBima<te.ni..imia,1lo/s2ot,omB!"#$B"!B2en/etian<atau<de@nisi<;uida< seta,html

htt2:BBwww,2o@t/oonline,omB!"#$B"Bim2lementasi<@si.a<;uida<den/an,html http://ambarwati-ambarunisa.blogspot.com/2011/06/implementasi-fsika-uida