Aplikasi Prinsip Fisika pada Jarum Suntik
Disusun Oleh :
Adriati Ajeng Juliana (220110150093)
Wina Winingsih (220110150094)
Ammi Salamah (220110150095)
Rifa Adinda Nadhifah (220110150096)
Annisa Suci Utami (220110150097)
Siti Mustakimah (220110150098)
Nabila Pasha Amelia (220110150099)
Ichtiwa Aruni Putri (220110150100)
Shelen Indah Tripriantini (220110150101)
Vera Rosaria (220110150102)
Fakultas Keperawatan Universitas Padjajaran
Jatinangor
Daftar Isi
Cover……….i Daftar isi………..ii Kata pengantar………iii Bab I. Pendahuluan………..1 1.1 Latar belakang………1 1.2 Tujuan……….2 1.3 Rumusan masalah………2Bab II. Landasan teori……….3
2.1 Volume alat suntik……….3
2.2 Tekanan………..6
2.3 Jenis-jenis alat suntik………..7
2.4 Posisi dan letak jarum suntik………..9
2.5 Hukum fisika pada jarum suntik………15
2.6 Prinsip kerja alat suntik………18
Bab III. Hasil dan pembahasan………..21
Bab IV. Simpulan………..22
Kata Pengantar
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan karunianya kami dapat menyelesaikan makalah ini. Tidak lupa kami juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari pihak yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik materi maupun pikirannya.
Terlepas dari semua itu, kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini.
Harapan kami semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat menambah wawasan bagi para pembaca.
Jatinangor, November 2015
BAB I
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Pada tahun 1650, Blaise Pascal menemukan sebuah jarum suntik (tidak perlu suntik) sebagai aplikasi dari apa yang sekarang disebut hukum Pascal. Sebuah jarum suntik piston sederhana terdiri dari sebuah pendorong yang berada dalam sebuah tabung. Pendorong dapat ditarik dan didorong bersama-sama di dalam sebuah tabung silinder, yang memungkinkan jarum suntik untuk mengambil dan mengeluarkan suatu cairan atau gas melalui lubang di ujung tabung. Ujung terbuka dari jarum suntik biasa dilengkapi dengan jarum suntik atau disebut dengan nozzle, Jarum suntik biasa digunakan untuk memberikan sebuah injeksi.
Fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Istilah fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair seperti air atau zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu dan besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air, minyak pelumas, dan susu merupakan contoh zat cair. Semua zat cair itu dapat dikelompokan kedalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ketempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. Zat gas juga dapat mengalir dari satu tempat ketempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ketempat lain.
Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi didalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari.
Berdasarkan pergerakannya fluida ada dua macam, yaitu fluida dinamik dan fluida statik (Siswanto, 2007)1.
1.2 Tujuan
1.2.1 Tujuan Umum
Untuk menambah informasi dan wawasan tentang hukum fisika dalam suntikan dan mendapat gambaran bagaimana hukum fisika bekerja dalam suntikan.
1.2.2 Tujuan Khusus
1. Memahami hukum kerja fisika dalam suntikan 2. Mengetahui jenis-jenis suntikan
3. Mengetahui bagaimana prinsip fisika bekerja dala suntikan 4. Mengetahui cara-cara menyuntik yang baik bagaimana
1.3 Rumusan Masalah
1. Apa sajakah hukum fisika dalam suntikan? 2. Apa sajakah jenis-jenis suntikan?
BAB II
Landasan Teori
2.1 Volume Alat Suntik
Suntikan merupakan salah satu alat kesehatan yang berfungsi untuk mengambil darah sebagai sample maupun memasukan obat yang sulit terurai ke jaringan pembuluh darah maupun sebagai vena tambahan. Suntikan terdiri dari jarum dan spuit. Jarum suntik memiliki nomornya sendiri dengan fungsi yang berbeda-beda, semakin besar nomor jarum maka jarum semakin kecil diameter jarum tersebut. Jarum suntik berdasarkan fungsinya dapat dibagi menjadi 2 yaitu :
Jarum suntik ini bernomor 18 sampai 27 G bahkan ada yang 30 G. biasanya jarum ini disambungkan dengan spuit. Fungsinya untuk mengambil sample darah dan juga untuk memasukan obat pada tubuh pasien.
2. Jarum bersayap atau winf needle
Jarum ini bernomor 21 G , 22 G, 25 G, dan 27 G. jarum ini berfungsi sebagai vena tambahan dalam pengobatan secara intra vena.
Selain jarum, terdapat juga bagian suntukan yang bernama spuit. Spuit adalah alat yang digunakan untuk pemberian secara iv / im / sub cutan dengan volume tertentu. Spuit terdiri dari silinder / barrel (tabung luar), penghisap / plugger (bagian dalam), ujung / tip (tempat menyambungkan jarum dengan spuit.
Spuit ini memiliki ukuran 1 ml, 3 ml, 5 ml, 10 ml, 20 ml, 50 ml. masing – masing ukuran mempunyai kalibrasi dan penggunaa yang berbeda – beda. Contohnya pada spuit tuberkulin yang merupakan spuit dengan tabung 1mL ramping dengan pertanda 0,1mL dan 0,01mL. tabung ini digunakan jika cairan kurang dari 1mL dan biasanya dipakai untuk anak-anak serta dosis heparin.
Lalu ada spuit insulin dengan kapasitas 1mL tetapi insulin diukur dengan dosis dan tidak boleh dengan satuan mL. spuit insulin dikalibrasikan dengan tanda 2-U dan 100 2-U setara dengan 1mL.
2.2 Tekanan
Jarum suntik bekerja pada prinsip tekanan udara dalam ruang tertutup, sehingga kita dapat mengatur besar-kecil tekanan dalam silinder jarum suntik.
Menarik Cairan Masuk
Untuk menarik cairan masuk ke dalam jarum suntik, piston pada jarum suntik ditarik ke atas sehingga tekanan dalam silinder jarum suntik menurun, udara menekan permukaan air sehingga cairan terdorong untuk masuk ke dalam silinder jarum suntik melalui nozzle/jarum suntik.
Mengeluarkan Cairan
Untuk mengeluarkan cairan dari jarum suntik, piston pada jarum suntik ditekan sehingga tekanan dalam silinder jarum suntik meningkat, karena tekanan dalam silinder jarum suntik meningkat dan tekanan di luar jarum suntik lebih kecil maka cairan yang terdapat dalam jarum suntik terdorong keluar melalui nozzle/ jarum suntik
Untuk memasukan obat ke dalam tubuh pada jarum suntik akan berlaku hukum fisika yaitu prinsip tekanan. Dalam ilmu fisika, Tekanan (P) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Secara matematis, tekanan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini :
P =
P = Tekanan (Pa) F = Gaya (Newton) A = Luas Permukaan (m2)
Agar jarum suntik bisa menembus kulit untuk menyuntikkan suatu zat ke dalam tubuh. Terlebih dahulu jarum suntik dibuat sangat kecil dan runcing. Tujuannya agar menambah tekanan sehingga mudah masuk ke dalam tubuh. Dari pernyataan tersebut kita ketahui bahwa luas permukaan (A) yang terkena gaya (F) berpengaruh terhadap tekanan (P). Dengan luas permukaan yang kecil menghasilkan tekanan yang lebih besar daripada luas permukaan yang lebar. Ini berarti tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan.
2.3 Jenis-jenis Alat Suntik
Alat yang digunakan untuk menyuntik adalah spuit dan jarum. Ada berbagai jenis spuit dan jarum yang masing-masing di desain untuk mengeluarkan volume cairan (obat) tertentu kedalam tipe jaringan tertentu.
1. Spuit
Spuit terdiri dari tabung (barrel) berbentuk slinder dengan bagian ujung (tip) di desain tepat berpasangan dengan jarum hypodermis dan alat penghisap (plunger) yang tepat menempati rongga spuit. Ukuran spuit bermacam-macam yaitu ukuran 1 cc, 3 cc, 5 cc, dan 10 cc. Adapun tipe-tipe spuit yaitu :
b. Spuit tuberkulin yang ditandai dengan 0,01 untuk dosis kurang dari 1 ml c. Spuit insulin
2. Jarum
Jarum memiliki 3 bagian yaitu ;
a. Hub, yang terpasang pada ujung sebuah spuit.,
b. Batang jarum (shaft), yang terhubung dengan bagian pusat., c. Bevel, bagian ujung yang miring.
Macam-macam cara menyuntik
1) Intra Vena (IV)
Memasukan cairan (obat) kedalam pembuluh darah Vena dengan posisi jarum suntik 15° - 30° terhadap kulit.
2) Intra Muscular (IM)
Memasukan cairan (obat) kedalam jaringan otot dengan posisi jarum suntik 90° terhadap objek.
3) Intra Cutan (IC)
Memasukan cairan (obat) kedalam jaringan kulit bagian epidermis dengan posisi jarum suntik 15°-20° terhadap kulit.
4) SubCutan (SC)
Memasukan cairan (obat) kedalam lapisan kulit bawah dengan posisi jarum suntik 45° terhadap kulit.
2.4 Posisi dan Letak Jarum
Tubuh manusia memiliki sejumlah titik yang paling baik menerima obat.
• Otot Vastus Lateralis (Paha): Lihat paha Anda dan bagi menjadi 3 bagian yang sama besar. Lokasi untuk memberikan suntikan terletak pada sepertiga bagian tengah. Paha adalah lokasi yang bagus untuk memberikan suntikan karena mudah dilihat. Lokasi ini juga bagus untuk memberikan suntikan IM kepada anak-anak di bawah umur 3 tahun.
• Otot Ventrogluteal (Pinggul): Untuk menemukan lokasi yang tepat, letakkan tangan Anda pada bagian luar atas paha, di pertemuan antara paha dan pantat. Arahkan jempol Anda ke pangkal paha, dan jari-jari lain ke arah kepala pasien. Bentuk huruf “V” dengan jari-jari Anda dengan cara memisahkan jari telunjuk Anda dengan tiga jari lainnya. Anda akan merasakan tepi tulang pada ujung-ujung jari manis dan kelingking Anda. Tempat untuk memberikan suntikan adalah di tengah-tengah V tersebut. Pinggul adalah tempat yang bagus untuk memberikan suntikan IM kepada orang dewasa dan anak-anak berumur di atas 7 bulan.
• Otot Deltoid (Otot lengan atas): Angkat lengan baju sehingga lengan atas terlihat seluruhnya. Raba tulang pada bagian atas lengan atas. Tulang ini disebut processus acromion. Bagian bawah tulang ini membentuk dasar segitiga. Ujung segitiga terletak tepat di bawah bagian tengah dasar segitiga, kira-kira sejajar dengan ketiak. Tempat yang tepat untuk memberikan suntikan adalah di tengah segitiga tersebut, 2,5 - 5 cm di bawah processus acromion.Tempat ini tidak boleh digunakan untuk memberikan suntikan kepada orang yang sangat kurus atau memiliki otot yang sangat kecil.
• Otot Dorsogluteal (Pantat): Lokasi suntikan terletak pada satu sisi pantat. Dengan bola alkohol, gambar garis dari ujung atas celah antara pantat ke bagian sisi badan. Temukan bagian tengah garis tersebut dan pergi ke atas sebanyak 7,6 cm. Dari titik tersebut, gambar garis turun ke bawah, menyeberangi garis pertama, sampai sekitar separuh pantat. Garis-garis yang Anda buat akan membentuk salib. Pada kotak atas luar, Anda dapat meraba tulang yang melengkung. Lokasi suntikan terletak pada kotak atas luar di bawah tulang yang melengkung tersebut. Jangan gunakan tempat ini
untuk menyuntik bayi atau anak-anak berumur di bawah 3 tahun karena otot-otot mereka belum sepenuhnya terbentuk.
Pertimbangkan beberapa hal sebelum Anda memberikan suntikan:
• Usia pasien. Untuk usia 2 tahun ke bawah, lokasi terbaik yaitu pada otot paha. Untuk usia 3 tahun ke atas, suntikan dapat dilakukan di otot paha atau deltoid. Gunakan jarum dengan ukuran antara 22 dan 25.
• Catatan: Untuk anak-anak yang sangat kecil, gunakan jarum yang lebih kecil. Juga, paha lebih dapat menoleransi jarum yang lebih besar daripada lengan.[2]
• Pertimbangkan lokasi suntikan sebelumnya. Jika pasien telah mendapat suntikan di satu lokasi, berikan suntikan di lokasi yang lain untuk mencegah perubahan kulit dan terbentuknya bekas luka.
LOKASI
Terdapat lima lokasi penyuntikan intramuscular yang sudah terbukti bahwa obatnya akan diabsorbsi dengan baik oleh tubuh.
1. PADA DAERAH LENGAN ATAS (DELTOID)
• Mudah dan dapat dilakukan pada berbagai posisi, namun kekurangannya area penyuntikan paling kecil, dan jumlah obat yang ideal paling kecil (antara 0,5-1 ml). • Jarum disuntikkan kurang lebih 2,5 cm tepat di bawah tonjolan acromion • Organ penting yang mungkin terkena adalah a.brachialis atau n.radialis. Hal ini terjadi apabila kita menyuntik lebih jauh ke bawah daripada yang seharusnya • Minta pasien untuk meletakkan tangannya di pinggul (seperti gaya seorang peragawati), dengan demikian tonus ototnya akan berada kondisi yang mudah untuk disuntik dan dapat mengurangi nyeri.
2. PADA DAERAH DORSOGLUTEAL (GLUTEUS MAXIMUS)
• Paling mudah dilakukan, namun angka terjadi komplikasi paling tinggi. • Hati-hati terhadap n.sciatus dan a.glutea superior
• Gambarlah garis imajiner horizontal setinggi pertengahan glutea, kemudian buat dua garis imajiner vertical yang memotong garis horizontal tadi pada pertengahan pantat pada masing-masing sisi. Suntiklah di regio glutea pada kuadran lateral atas.
• Volume suntikan ideal antara 2-4 ml.Minta pasien berbaring ke samping dengan lutut sedikit fleksi.
3. PADA DAERAH VENTROGLUTEAL (GLUTEUS MEDIUS)
• Letakkan tangan kanan Anda di pinggul kiri pasien pada trochanter major (atau sebaliknya). Posisikan jari telunjuk sehingga menyentuh SIAS. Kemudian gerakkan jari tengah Anda sejauh mungkin menjauhi jari telunjuk sepanjang crista iliaca. Maka jari telunjuk dan jari tengah Anda akan membentuk huruf V.
• Suntikkan jarum di tengah-tengah huruf V itu, maka jarum akan menembus m. gluteus medius.
• Volume ideal antara 1-4 ml
4. PADA DAERAH PAHA BAGIAN LUAR (VASTUS LATERALIS)
• Pada orang dewasa, m. vastus lateralis terletak pada sepertiga tengah paha bagian luar.
• Pada bayi atau orang tua, kadang-kadang kulit di atasnya perlu ditarik atau sedikit dicubit untuk membantu jarum mencapai kedalaman yang tepat.
• Volume injeksi ideal antara 1-5 ml (untuk bayi antara 1-3 ml).
5. PADA DAERAH PAHA BAGIAN DEPAN (RECTUS FEMORIS)
• Pada orang dewasa, m. rectus femoris terletak pada sepertiga tengah paha bagian depan.
• Pada bayi atau orang tua, kadang-kadang kulit di atasnya perlu ditarik atau sedikit dicubit untuk membantu jarum mencapai kedalaman yang tepat.
• Lokasi ini jarang digunakan, namun biasanya sangat penting untuk melakukan auto-injection, misalnya pasien dengan riwayat alergi berat biasanya menggunakan tempat ini untuk menyuntikkan steroid injeksi yang mereka bawa kemana-mana.
POSISI
TEHNIK INJEKSI
Sudut masuk jarum berperan penting dalam derajat nyeri pasien saat injeksi. Injeksi intramuscular sebaiknya dilakukan dengan memasukkan jarum tegak lurus dengan kulit (90 derajat) untuk memastikan jarumnya mengenai otot yang dimaksud. Penelitian oleh Katsma dan Smith (1997) menemukan bahwa perawat-perawat di Inggris tidak selalu menyuntikkan jarum 90 derajat pada injeksi intramuscular, dan rupanya hal ini berpengaruh pada penilaian derajat nyeri yang dirasakan pasien.
Tehnik injeksi yang dilakukan hampir di seluruh dunia adalah dengan cara mengencangkan kulit di sekitar lokasi injeksi dengan tujuan: (Stilwell, 1992)
1. Memudahkan penusukan jarum. Jarum akan lebih mudah menusuk kulit dengan sudut 90 derajat apabila kulit yang ditusuk berada dalam keadaan teregang.
2. Dengan teregangnya kulit, maka secara mekanis akan membantu mengurangi sensitivitas ujung-ujung serat saraf di permukaan kulit.
TEHNIK Z-TRACK
Selama dua dekade terakhir, telah berkembang tehnik penyuntikan intramuscular yang disebut tehnik Z-track. Keen (1986) pertama kali mengemukakan dalam penelitiannya bahwa tehnik ini mampi mengurangi sensasi nyeri dan juga mampu meminimalkan „kebocoran‟ (obat yang disuntikkan masuk ke ruang sub kutis pada saat jarum dicabut ). Tehnik ini dilakukan dengan cara menarik kulit di atas lokasi suntikan ke arah lain, kurang lebih sejauh 1-2 cm. Hal ini akan menggerakkan jaringan cutan dan subcutan yang ada di atas otot yang akan disuntik. Ingatlah bahwa target suntikan adalah otot, sehingga ketika menarik kulit tersebut kita tidak melepaskan mata kita dari lokasi suntikan yang benar. Kemudian lakukan
penyuntikan seperti biasa, dan ketika usai menarik jarum, lepaskan kulit yang sedari tadi Anda pegang. Hal ini mengakibatkan luka penetrasi jarum di jaringan otot akan ditutupi oleh jaringan kutis dan subkutis yang intak. Menggerakkankan anggota gerak yang disuntik setelahnya juga dipercaya dapat membantu proses penyerapan obat karena hal itu akan meningkatkan aliran darah ke daerah yang disuntik
INJEKSI SUBKUTAN
Tehnik ini digunakan apabila kita ingin obat yang disuntikkan akan diabsorpsi oleh tubuh dengan pelan dan berdurasi panjang (slow and sustained absorption). Biasanya volume obat yang disuntikkan terbatas pada 1-2 ml per sekali suntik.
Injeksi subkutan dilakukan dengan menyuntikkan jarum menyudut 45 derajat dari permukaan kulit. Kulit sebaiknya sedikit dicubit untuk menjauhkan jaringan subkutis dari jaringan otot. Peragallo & Dittko (1997) menggunakan CT scan dalam penelitian mereka dan menemukan bahwa injeksi subkutan sering kali masuk ke jaringan otot, terutama bila dilakukan pada daerah abdomen atau paha. Hal ini berbahaya karena insulin yang disuntikkan ke otot akan diserap lebih cepat oleh tubuh dan sebagai akibatnya akan terjadi goncangan kadar glukosa darah yang dapat membawa pasien ke kondisi hipoglikemia.
Dari studi yang sama juga didapatkan bahwa suntikan subkutan dipercaya tidak lagi memerlukan aspirasi. Dari gambaran CT scan ditemukan bahwa suntikan dengan tehnik subkutan hampir tidak pernah menembus pembuluh darah. Springhouse Corporation (1993) bahkan menyatakan bahwa apabila penyuntikan subkutan diawalin dengan aspirasi, akan meningkatkan risiko terjadinya hematom di area subkutan.
NB: Sejak 1994 perkembangan terapi injeksi insulin sangat cepat. Saat ini jarum alay suntik insulin bermerk sudah dibuat sedemikian rupa sehingga dengan sudut 90 derajat dengan kulit, insulin dapat masuk ke jaringan subkutan. Oleh karenanya jangan heran melihat orang diabetes menyuntikkan insulin ke pahanya sendiri dengan sudut masuk jarum tegak lurus dengan kulit
INJEKSI INTRAVENA
Tehnik ini digunakan apabila kita ingin obat yang disuntikkan akan diabsorpsi oleh tubuh dengan pelan dan berdurasi panjang (slow and sustained absorption). Biasanya volume obat yang disuntikkan terbatas pada 1-2 ml per sekali suntik. Injeksi subkutan dilakukan dengan menyuntikkan jarum menyudut 45 derajat dari permukaan kulit. Kulit sebaiknya sedikit dicubit untuk menjauhkan jaringan subkutis dari jaringan otot. Peragallo & Dittko (1997) menggunakan CT scan dalam penelitian mereka dan menemukan bahwa injeksi subkutan sering kali masuk ke jaringan otot, terutama bila dilakukan pada daerah abdomen atau paha. Hal ini berbahaya karena insulin yang disuntikkan ke otot akan diserap lebih cepat oleh tubuh dan sebagai akibatnya akan terjadi goncangan kadar glukosa darah yang dapat membawa pasien ke kondisi hipoglikemia.
MEMPERKIRAKAN TEMPAT KATUP VENA, DAN MENGHINDARINYA
Karena kita akan menyuntikkan obat dengan jarum ke dalam vena, adalah penting bagi kita untuk menghindari katup vena. Apabila katup vena ini tidak sengaja tertusuk, maka dapat menyebabkan kerusakan permanen pada katup tersebut, dan bahkan dapat menyebabkan kolaps pada vena yang bersangkutan. Katup-katup ini ada dengan tujuan untuk mencegah alirah darah balik pada vena (mencegah aliran darah menjauhi jantung). Untuk mengetahui dimana saja terdapat katup ini, lakukan tekanan ke arah distal pada vena yang bersangkutan. Hal ini bertujuan mendorong darah yang ada di vena balik ke arah distal, mendekati katup terakhir yang dilewatinya. Ikuti tekanan itu dan akan Anda temukan nantinya ada tempat tertentu dimana darah yang Anda dorong itu tidak dapat “lewat” lagi. Di tempat itulah terdapat katup vena. Sekarang Anda tahu di tampat itu Anda tidak boleh melakukan suntikan. Terkesan sederhana, namun terkadang melokalisir posisi katup itu dapat menjadi sesuatu yang sulit untuk dilakukan.
2.5 Hukum Fisika pada Jarum Suntik
Pada alat suntik, terdapat beberapa hukum-hukum fisika yang mendasari kerja alat suntik tersebut, yaitu:
a. Hukum Boyle
Hukum Boyle terdapat pada prinsip kerja alat suntik. Pada bagian pangkal pendorong alat suntik terdapat karet yang mengisolasi ruang di dekat jarum suntik. Saat pendorong alat suntik tidak ditarik menjauhi maupun didorong mendekati jarum suntik, tekanan dalam ruang alat suntik (P1) sama dengan tekanan di luar ruang alat
suntik (P2). Saat pendorong ditarik menjauhi jarum suntik, tekanan dalam ruang (P1)
menjadi lebih kecil yang menyebabkan udara dari luar ruang alat suntik masuk ke dalam ruang alat suntik sehingga volume dalam ruang alat suntik (V1) menjadi lebih
besar. Hal ini juga berlaku pada keadaan sebaliknya. Saat pendorong alat suntik didorong mendekati jarum suntik, tekanan dalam ruang (P1) menjadi lebih
besar yang menyebabkan udara mengalir keluar dari dalam ruang alat suntik sehingga volume dalam ruang alat suntik (V1) menjadi lebih kecil.
b. Hukum Pascal
Hukum Pascal juga digunakan dalam prinsip kerja alat suntik. Hukum itu terjadi saat kita memberikan tekanan pada salah satu ujung, maka ujung yang lebih runcing atau bagian jarumnya akan mengeluarkan cairan yang tekanannya sama dengan tekanan yang diberikan. Jika dituliskan dalam rumus, maka:
P
1= P
2Keterangan: P = Tekanan (Pascal) F = Gaya (N)
A = Luas Permukaan (m2)
* Suntikan memiliki luar penampang/permukaan lingkaran
c. Persamaan Kontinuitas
∆m
1=∆m
2ρ
1.A
1.v
1= ρ
2.A
2.v
2Karena sifat fluida yang inkonpresibel atau massa jenisnya tetap, maka persamaan itu menjadi:
A
1.v
1= A
2.v
2Menurut persamaan kontinuitas, perkalian antara luas penampang dan kecepatan fluida pada setiap titik sepanjang tabung aliran adalah konstan. Persamaan di atas menunjukkan bahwa kecepatan fluida berkurang ketika melalui pipa lebar dan bertambah ketika melewati pipa sempit.
Gambar 7.15 di atas melukiskan suatu fluida yang mengalir melalui suatu pembuluh yang luas penampangnya sama yaitu sebesar A, dengan kecepatan sebesar v. Jika pada suatu saat fluida berada pada penampang K dan setelah t detik kemudian berada di penampang L, maka dalam waktu t tersebut banyaknya fluida yang telah mengalir adalah v . t . A, sehingga persamaan kontinuitas dapat dinyatakan secara matematis: v . A = konstan atau
v
1.A
1= v
2.A
2Keterangan:
v: Kecepatan aliran (m/s) A: Luas penampang (m2)
Jika pembuluhnya berbentuk silinder, sehingga penampangnya berbentuk lingkaran, maka A=π.r2 sehingga persamaan kontinuitas dapat dinyatakan dengan:
v
1.r
1 2= v
2.r
2 2Sifat-Sifat Fisis Fluida dalam Suntikan
1. Non Kompresibel/ Inkompresibel
Berarti fluida tidak akan mengalami perubahan volume jika mendapat tekanan 2. Stasioner
artinya kecepatan pada setiap titik dalam fluida adalah konstan. 3. Fluida tidak kental
sehingga semua gesekan yang muncul akibat viskositas fluida diabaikan berarti tidak ada gesekan dalam fluida.
2.6 Prinsip kerja alat suntik (cara jarum suntik menaikkkan dan mengeluarkan cairan)
Pada alat suntik, ada beberapa prinsip fisika yang mendasari kerja alat suntik tersebut, yaitu Hukum Boyle, Hukum Pascal, dan Persamaan Kontinuitas.
Untuk menarik cairan masuk ke dalam jarum suntik, piston pada jarum suntik ditarik ke atas sehingga tekanan dalam silinder jarum suntik menurun, udara menekan permukaan air sehingga cairan terdorong untuk masuk ke dalam silinder jarum suntik melalui nozzle/jarum suntik.
Hukum Boyle terdapat pada prinsip kerja alat suntik. Pada bagian pangkal pendorong alat suntik terdapat karet yang mengisolasi ruang di dekat jarum suntik. Saat pendorong alat suntik tidak ditarik menjauhi maupun didorong mendekati jarum suntik, tekanan dalam ruang alat suntik (P1) sama dengan tekanan di luar ruang alat
suntik (P2). Saat pendorong ditarik menjauhi jarum suntik, tekanan dalam ruang (P1)
menjadi lebih kecil yang menyebabkan udara dari luar ruang alat suntik masuk ke dalam ruang alat suntik sehingga volume dalam ruang alat suntik (V1) menjadi lebih
besar. Hal ini juga berlaku pada keadaan sebaliknya. Saat pendorong alat suntik didorong mendekati jarum suntik, tekanan dalam ruang (P1) menjadi lebih besar
yang menyebabkan udara mengalir keluar dari dalam ruang alat suntik sehingga volume dalam ruang alat suntik (V1) menjadi lebih kecil.
P2 > P1
P1 = P2
F1
F2
A1
A2
Gambar Hukum Pascal
Untuk mengeluarkan cairan dari jarum suntik, piston pada jarum suntik ditekan sehingga tekanan dalam silinder jarum suntik meningkat, karena tekanan dalam jarum suntik meningkat dan tekanan di luar jarum suntik lebih kecil maka cairan yang terdapat dalam jarum suntik terdorong keluar melalui nozzle/ jarum suntik
Sewaktu mendorong alat suntikan atau mengeluarkan cairan dalam suntikan melalui jarum suntik, Hukum Pascal berlaku. Jika kita misalkan, luas permukaan alas karet pendorong disimbolkan sebagai A1 dan luas lubang jarum suntik disimbolkan
sebagai A2.
Gaya yang diberikan pada pendorong disimbolkan sebagai F1, serta gaya yang
dihasilkan pada ujung jarum suntik disimbolkan sebagai F2. Saat pendorong diberi
gaya dorong sebesar F1, maka gaya yang dihasilkan pada ujung jarum suntik (F2)
sebanding dengan gaya dorong (F1) dibagi dengan luas permukaan karet pendorong
(A1) dikalikan dengan luas lubang jarum suntik (A2).
A1.V1
A2.V2
Gambar Hukum Kontinuitas Gambar
maka,
Fluida yang mengalir dari dalam tabung alat suntik menuju ke luar (tubuh) melalui lubang jarum alat suntik merupakan peristiwa dari penerapan persamaan kontinuitas. Diameter tabung alat suntik disimbolkan A1, sedangkan diameter jarum
alat suntik disimbolkan A2. Kecepatan fluida yang mengalir di dalam jarum (v2)
lebih cepat dibandingkan kecepatan fluida yang mengalir di dalam tabung alat suntik (v1). Hal ini desebabkan karena diameter jarum lebih kecil dibandingkan diameter
tabung alat suntik. Maka, hal ini membuktikan bahwa persamaan kontinuitas dapat diterapkan dalam prinsip kerja alat suntik.
BAB III
Hasil dan Pembahasan
Dalam prinsip jarum suntik menggunakan tiga hukum fisika yaitu hukum pascal, hukum boyle dan hukum kontinuitas. Untuk menarik cairan masuk ke dalam jarum suntik, piston/ karet pada jarum suntik ditarik ke atas sehingga tekanan dalam silinder jarum suntik menurun, udara menekan permukaan air sehingga cairan terdorong untuk masuk ke dalam silinder jarum suntik melalui jarum suntik.sedangkan Untuk mengeluarkan cairan dari jarum suntik, piston/karet pada jarum suntik ditekan sehingga tekanan dalam silinder jarum suntik meningkat, karena tekanan dalam jarum suntik meningkat dan tekanan di luar jarum suntik lebih kecil maka cairan yang terdapat dalam jarum suntik terdorong keluar melalui jarum suntik, Mekanaisme tersebut sesuai hukum boyle “Jika volume gas diperkecil maka tekanan gas tersebut membesar asalkan suhunya tetap, atau Jika volume gas diperbesar maka tekanan mengecil.”. Lalu Semakin besar bidang sentuh atau luas penampang maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan, demikian juga sebaliknya. Konsep ini lah yang diterapkan pada jarum suntik. Pada jarum suntik, jarum memiliki bidang sentuh yang sangat kecil sehingga bisa menghasilkan tekanan yang cukup besar untuk menembus kulit konsep ini sesuai dengan hukum pascal. sedangkan Menurut persamaan kontinuitas, perkalian antara luas penampang dan kecepatan fluida pada setiap titik sepanjang tabung aliran adalah konstan. Persamaan di atas menunjukkan bahwa kecepatan fluida berkurang ketika melalui pipa lebar dan bertambah ketika melewati pipa sempit.
BAB IV
Simpulan
Tabung jarum suntik menggunakan prinsip tekanan dalam ruang tertutup dan menggunakan sistem hukum fisika yaitu Hukum Pascal, Boyle dan kontinuitas. Pada jarum suntik jika silindernya memiliki ukuran yang kecil maka tekanan yang dihasilkan akan semakin besar dan tidak dibutuhkan gaya yang besar untuk menekannya, dan jika silindernya memiliki ukuran yang besar maka tekanan yang dihasilkan akan semakin kecil dan dibutuhkan gaya yang besar untuk menekannya. Jarum yang dimiliki jarum suntik dapat menghasilkan tekanan hingga ± 1 milyar Pa. Itu membuktikan bahwa semakin kecil bidang sentuh suatu benda maka akan semakin besar tekanan yang di hasilkan.
