Dokumen ini membahas tentang sifat dan perilaku fluida, termasuk tekanan hidrostatis, gaya Archimedes, serta aliran fluida yang meliputi hukum kontinuitas dan hukum Poiseuille. Selain itu, dibahas juga mengenai laju endapan partikel dalam fluida, perbandingan antara aliran laminer dan turbulen, serta pentingnya tekanan darah dalam sistem sirkulasi manusia. Topik-topik ini sangat relevan dalam konteks medis, terutama dalam memahami mekanisme aliran darah dan dampak penyempitan pembuluh darah.

1. FLUIDA CAIR
Materi
A. Pendahuluan
B. Fluida diam
1. Tekanan hidrostatis
2. Gaya Archimedes
3. Tenggelam, melayang, terapung
C. Fluida bergerak
1. Hukum Kontinuitas
2. Hukum Poiseuille
D. Laju endapan
E. Aliran laminer dan aliran turbulen
F. Tekanan darah.

2. A. PENDAHULUAN
Fluida = zat alir adalah zat yang mudah
mengalir. Yang termasuk fluida adalah zat
cair dan gas.
Fluida mudah mengalir karena :
 jarak antara atom/molekul sangat jauh.
 gaya antara atom/molekul sangat kecil
Dalam medis pembahasan fluida penting
untuk memahami proses aliran darah dan
mekanisme pernafasan.

3. B. FLUIDA DIAM
1. Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan pada setiap titik dalam zat cair, akibat
berat zat cair di atasnya.
Zat cair dengan
massa jenis ρ, setinggi h
berada dalam bejana
h dengan luas alas A.
tekanan hidrostatis pada alas
bejana = berat zat cair : luas alas
A
P hidr = berat zat cair : luas alas
= m g : A
= ρ V g : A
= ρ A h g : A
= ρ h g

4. Soal
1. Sebuah tabung berisi air setinggi 1 m. Jika g = 10 m/s2
dan massa
jenis air = 1000 kg/m3
berapa pascal tekanan hidrostatis pada dasar
tabung?
2. Tekanan darah 120 mm Hg = ….. Pa ?
Massa jenis Hg = 13.600 kg/m3.

5. 2. Gaya Archimedes
Benda yang dicelupkan ke dalam zat cair,
mengalami gaya keatas yang besarnya sama
dengan berat zat cair yang dipindahkannya.
Gaya keatas ini disebut gaya Archimedes atau
gaya apung.
FA= mzc g
= ρzc V g

6. 3. Tenggelam, melayang dan terapung.
a. Tenggelam.
Syarat tenggelam : berat benda > FA
mb g > FA
ρb V g > ρzc V g
ρb > ρzc
b. melayang
Syarat melayang : berat benda = FA
mb g = FA
ρb V g = ρzc V g
ρb = ρzc

7. c. terapung
Syarat terapung: berat benda < FA
mb g < FA
ρb V g < ρzc V g
ρb < ρzc
Perhatikan !!
Jika benda sudah dalam keadaan terapung,
melayang atau tenggelam (setimbang) maka
gaya kebawah = gaya keatas.

8. C. Fluida bergerak
1. Hukum kontinuitas.
Fluida mengalir dengan debit yang kontinu.
Debit fluida yang mengalir melalui penampang A1 = debit
fluida yang mengalir melalui penampang A2.
V1/t = V2/t
A1 l1/t = A2 l2/t
A1 v1 = A2 v2 A adalah luas penampang
v adalah kecepatan aliran fluida
A1 A2

9. Hukum kontinuitas memperlihatkan bahwa
makin kecil luas penampang makin besar
kecepatan aliran.
Pada aliran darah, makin kecil penampang
pembuluh darah, makin besar kecepatan
aliran, yang berarti makin besar pula tekanan
yang dilakukan terhadap pembuluh darah.
Ada bahaya penyempitan pembuluh darah.

10. Soal.
Sebuah pembuluh dengan jari-jari 1 µm dialiri
fluida dengan kecepatan alir 5 m/s.
Jika karena penyempitan, jari-jari efektif
pembuluh menjadi 0,6 µm, berapa kecepatan
alir dalam pembuluh ?

11. 2. Hukum Poiseuille
D = π r4
(P1 – P2) / 8η L
D = debit aliran = volume aliran/waktu
r = jari-jari pembuluh
(P1 – P2) = selisih tekanan
η = viskositas (kekentalan) fluida
L = panjang pembuluh
Satuan viskositas = N s/m2
= Pa.s = pas
viskositas air = 1 mili pas
viskositas darah = 1 – 3 mili pas.

12. Tinjauan medis Hukum Poiseuille
• Jari-jari pembuluh merupakan faktor yang paling
besar pengaruhnya terhadap debit. Kalau jari-jari
pembuluh menjadi ½ r, maka debitnya menjadi 1/16
debit semula. Penyempitan pembuluh darah sangat
mempengaruhi debit aliran darah.
• Jika r makin kecil maka untuk meningkatkan debit,
tubuh akan memperbesar (P1 – P2). Ini berarti
meningkatkan kerja jantung, dengan akibat
pembengkakan jantung pada penderita hipertensi.

13. • Debit aliran darah dapat diperbesar dengan
memperbesar r. Beberapa minuman
penambah energi mempunyai efek
memperbesar r sehingga debit aliran
bertambah dan tubuh terasa segar. Tetapi
konsekuensinya jumlah darah yang disuplai
harus bertambah. Sekali lagi akan
meningkatkan kerja jantung.
• Memperkecil viskositas dapat memperbesar
debit. Bagi penderita hipertensi ada obat yang
memberi efek pengurangan viskositas darah.

14. Soal.
Jika karena penyempitan, jari-jari efektif
sebuah pembuluh menjadi 0,5 jari-jari semula,
berapa kenaikan tekanan fluida agar debit
aliran fluida tetap dipertahankan.

15. D. Laju endapan
• Partikel dengan jari-jari r, massa jenis ρp
berada dalam fluida dengan massa jenis
ρf.Partkel itu mengalami 3 gaya.
• 1) gaya berat arahnya kebawah, sebesar
W = 4/3 πr3
ρpg
2) gaya apung arahnya keatas, sebesar
FA= 4/3 πr3
ρfg
3) gaya hambatan karena viskositas fluida,
arahnya keatas, sebesar
R = 6π r η v

16. Dalam keadaan setimbang gaya keatas sama dengan
gaya kebawah.
FA+ R = W
R = W - FA
6π r η v = 4/3 πr3
ρpg - 4/3 πr3
ρfg
sehingga :
v = 2r2
g (ρp- ρf)/9 η
Dalam konteks medis,
v = Laju Endapan Darah (LED)
= Kecepatan Pengendapan Darah (KPD)
= Basal Sedimentation Rate (BSR)
= Bloed Bezinking Snellheid (BBS)

17. r = jari-jari sel darah merah
ρp= massa jenis sel darah merah
ρf = massa jenis plasma darah
η = vikositas plasma darah
g = percepatan gravitasi
Pada penderita rheumatik sel darah merah cenderung
bergerombol sehingga meningkatkan r efektif
dengan demikian LED meningkat.
Pada penderita hemolytic jaundice (pemecahan
hemoglobin berlebihan) sel darah merah menjadi
ceper atau pecah sehingga menurunkan r efektif
dengan demikian LED menurun.

18. E. Aliran laminer dan aliran turbulen
• Ciri aliran laminer.
Mengalir perlahan, tenang, tidak terjadi perpotongan garis alir,
tidak ada golakan/pusaran
• Ciri aliran turbulen
Mengalir cepat, terjadi perpotongan garis alir, ada golakan

19. • Pada pengukuran tekanan darah digunakan
pressure cuff, sehingga aliran darah dibuat
turbulen, dan menghasilkan vibrasi, sehingga
denyutan jantung dapat didengar
menggunakan stetoskop.
• Hubungan antara tekanan dan debit aliran
pada aliran laminer dan aliran turbulen
diperlihatkan pada grafik berikut.
• Pada obstruksi (penyempitan pembuluh
darah) debit menurun, tekanan meningkat,
aliran mudah menjadi turbulen.

20. Grafik hubungan debit dan tekanan

21. F. Tekanan darah.
• Tekanan darah pada ventrikel, aorta, arteri, kapiler,
vena dan paru-paru (lungs) dapat dilihat pada grafik
berikut.

22. • Jumlah darah pada orang dewasa 4,5 liter.
Setiap kontraksi jantung terpompa 80 ml
darah. Setiap 1 menit, sel darah merah telah
beredar komplit satu siklus dalam tubuh.
Setiap saat, 80 % darah berada dalam sirkulasi
sistemik, 20 % dalam sirkulasi paru-paru.
Darah dalam sirkulasi sistemik ini 20 % berada
di arteri, 10 % di dalam kapiler, 70 % dalam
vena. Pada sirkulasi paru-paru 7 % di kapiler
paru-paru, 93 % antara areteri paru-paru dan
vena paru-paru.

23. • Grafik Tekanan Darah Sistemik