Kalina (Ika Amalina A.): Fisika all Materi

Suhu Kalor Termodinamika

1. Suhu

ü Parameter Keseimbangan termal benda

ü Derajat panas dingin

ü Pengukuran via perub sifat fisis

ü Alat ukur termometer

Skala Termometer

No	Nisbi (Tidak Mutlak)	Skala Mutlak
1	Celcius (⁰C)	Kelvin (K)
2	Reamur (⁰Re)
3	Farenheit (⁰F)
4	Rankin (⁰R)

Hubungan

Dasar Celcius Skala lainnya ditentukan dengan :

X₀= 0^oC Es mencair X₁₀₀ = 100^oC Air mendidih

Contoh :

Pada suhu berapa termometer celcius menunjukkan angka yang sama dengan

termometer fahrenheit?

Jawab :

Soal :

1. Jika suhu saat es mencair dan air mendidih ditunjukkan oleh termometer A pada –40^oA dan 160^oA, berapa suhu 35^oC dalam ^oA?

2. Jika suhu suatu ruang diukur dengan termometer Fahrenheit menunjukkan lima kali yang ditunjukkan oleh termometer Celcius. Berapa angka yang ditunjukkan oleh termometer Reamur pada suhu itu?

Gas Ideal

Hukum Boyle : pV = Konstan (jika suhu tetap)

Termometer gas H & He

pV = nRT

78 x

R = 8, 3144

K = Konstanta Boltzmann

Macam Termometer

Termometer à alat pengukur suhu (temperatur)

Macam Termometer :

1. Termometer Pemuaian à alkohol, air raksa

2. Termometer Hambatan / Ressistensi

3. Termokopel

4. Pyrometer Optik

5. Termometer gas volume konstan

Hambatan Jenis vs suhu

Bahan	Hambatan Jenis	Koefisien Suhu ⁰C)^-1)
Perak (Ag)	1,59 x 10 ^-8	0,0061
Tembaga (Cu)	1,68 x 10 ^-8	0.0068
Emas (Au)	2,24 x 10 ^-8	0,0034
Aluminium (Al)	2,65 x 10 ^-8	0,00429
Tungsen	5,6 x 10^-8	0,0045
Besi	9,71 x 10^-8	0.00651
Platina	19,6 x 10^-8	0,003927
Air Raksa (Hg)	98 x 10^-8	0,0009
Nikrom (ni,Fe,Cr)	100 x 10^-8	0,0004
Karbon	(3 - 60) x 10^-5	-0,0005
Silikon	(1 - 500) x 10^-3	-0,07
Kaca	10⁹- 10¹²
Karet Padatan	10¹³- 10¹⁵

Hukum Termodinamika

Hukum Pertama Termodinamika
Suatu proses penambahan kalor dan usaha yang dilakukan sedangkan perubahan energi suatu zat tidak bergantung pada lintasan.

U = Q - W

Ket : U = energi dalam

Q = kalor

W= usaha

Hk 1 Termodinamika

_{Kasus :}

_ü_{Jika sistem membentuk siklus}

_{[transformasi siklis]}

_ü_{Jika transformasi adiabatis}

_ü_{Jika tak ada usaha dilakukan sistem}

_{[transformasi isokoris]}

Heat (kalor)

Kalor (Q)

1. Konsep Makroskopis/Konsep Statistik

2. Rerata usaha luar (pertukaran energi antara sistem dan sekeliling karena pertukaran energi individual yg terjadi sbg hasil tumbukan Antara molekul² sistem dengan molekul² sekelilingnya)

3. Salah satu energi

4. Satuan : kalori

5. + : Usaha luar netto yang dilakukan pada sistem
- : Usaha luar netto yang dilakukan oleh sistem

_{Kapasitas Kalor / panas}

_n_{Kapasitas Kalor}_à_{Kalor yang diserap oleh satu mole}

_{bahan untuk menghasilkan satu derajat}

_n_{Kapasitas panas pada tekanan konstan}

_n_Kapasitas_{panas pada volume konstan}

_Hubungan

_{Gas ideal
mengalami transformasi adiabatis}_berlaku

Kasus 1

Tekanan Konstan

Usaha yang di lakukan sistem

Karena

maka

Hukum Termodinamika 1 menjadi

Kasus 2

Suhu konstan

T Konstan à

Kasus 3 à Volume Konstan

V konstan à

Kalor berbanding lurus dengan perubahan suhu, jumlah zat, dan kapasitas kalor volume tetap C_V

Hukum Kedua Termodinamika

Sadi Carnot (1796 – 1832)

Dalam mesin kalor terjadi proses yang mana energi kalor diambil oleh sejumlah energi mekanik tetapi selang waktu tertentu jumlah kalor yang masuk mesin sama dengan yang hilang

Lord Kelvin (1853)

Batasan Hk 2 Termodinamika

Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus,

menerima kalor dari suatu reservoir dan

mengubah kalor itu seluruhnya menjadi usaha

Hukum Ketiga Termodinamika

Tekait dengan ENTROPI sistem

Ukuran penyimpangan/KETIDAKTERATURAN suatu sistem

Entropi
Penggambaran alam dalam mencapai kesetimbangan statistik/ keteraturan sistem

k = konstanta Boltzmann

= probabilitas

Hubungan Entropi dengan Kalor

Contoh: Hitung perubahan entropi satu mole es untuk melebur pada 0^oC , jika selama proses es menyerap 1435 kalori/mol

Jawab :

Hukum Ke Nol Termodinamika

Dalam keadaan adiabatik, suatu gas ideal dalam ruangan terisolasi/tertutup, pemuaian sangat lambat, tidak ada kalor yang diterima maupun yang dilepas

Transfer Kalor/Panas

Cara Transfer kalor

Konduksi à dengan kontak langsung
Konveksi à melalui media fluida (gas/cairan)
Radiasi à tanpa harus ada medium
Evaporasi à dari fase cair ke gas

Konduksi Konveksi Radiasi

Evaporasi

)

Ket :

v = kecepatan udara (medium perambatan)
T_s = suhu kulit
T_a = suhu udara
e = emisivitas (kemampuan pancaran kalor) suatu permukaan
s = konstanta Stefan-Boltzman = 5,67x10^–5 erg/cm².s.K⁴

Metabolisme sebagai konversi energi

Kandungan/konversi energi berbagai macam bahan

Karbohidrat dari Tumbuhan: Pada hewan / Tumbuhan

- Sukrosa à 3,94 kkal/g Lemak à 9,3 kkal/g

- Glukosa à 3,74 kkal/g Protein à 5,6 kkal/g

- Glikogen à 4,19 kkal/g Pada Manusia

Tepung à 4,18 kkal/g Lemak à 9,3 kkal/g

Protein/Karbohidrat à 4,1kkal/g

Efek Panas

n Efek Fisik

ü pemuaian

ü peningkatan hambatan listrik

ü penurunan konduktivitas listrik

n Efek Kimia

ü peningkatan kecepatan reaksi

ü peningkatan permeabilitas membran

ü peningkatan metabolisme

n Efek Biologis à akibat gabungan efek fisik dan kimia

ü peningkatan sel darah putih

ü fenomena reaksi peradangan

ü pelebaran pembuluh darah à peningkatan sirkulasi darah

ü peningkatan tekanan kapiler

ü peningkatan tekanan O₂ dan CO₂ dalam darah

ü penurunan pH darah

Penggunaan Energi Kalor Dalam Pengobatan

Metode

1. Konduksi

2.      Radiasi           à        Sumber radiasi : 1. Electic fire
                                                                    2. Inrafed
                        à        Lampu Pijar 250W – 1000W, panjang gel 800 – 40.000 nm.

3. Elektromagnetik

à Shortwave diathermy

à Microwave diathermy

4. Gelombang Ultrasonik

Metode Konduksi

Pemindahan energi kalor bergantung

ü Luas daerah kontak

ü Perbedaan suhu

ü Lama terjadinya kontak

ü Material konduksi kalor/panas

Bio Akustik

Bunyi / suara / akustik

· Bunyi termasuk gelombang

· Gelombang bunyi timbul akibat perubahan mekanik pada zat, yakni adanya getaran.

· Gelombang bunyi dapat merambat secara transversal atau longitudinal.

· Besaran pokok pada gelombang: frekuensi (f), panjang gelombang (λ), amplitudo (A), dan kecepatan (v), dengan hubungan v = fλ

· Bunyi butuh media untuk perambatannya. Bunyi tidak dapat merambat dalam ruang hampa.

· Bunyi dapat merambat dalam zat padat, zat cair, maupun gas.

· Kecepatan bunyi bergantung pada medium perambatannya dan suhu mediumnya.

Gelombang Transversal

Pulsa atau gelombang yang merambat yang menyebabkan bagian-bagian mediumnya bergerak tegak lurus terhadap arah perambatannya disebut gelombang transversal.

Gelombang Longitudinal

Pulsa atau gelombang yang merambat yang menyebabkan bagian-bagian mediumnya bergerak sejajar dengan arah perambatannya disebut gelombang longitudinal.

Gelombang Sinus

Kecepatan gelombang bunyi di dalam gas

Kecepatan gelombang bunyi dalam udara bergantung suhu

Example

Example:
Calculate the speed of sound in air at
(a) 0 ^oC and (b) 20 ^oC.

Solution:
The constant g depends on the kind of gas. For diatomic molecules, such as O₂ and N₂, g has the value 1.4, and, since O₂ and N₂ comprise 98% of the atmosphere, that is the value for air, for air is M=29×10−3kg/mol

Gelombang Bunyi Harmonik

Klasifikasi Bunyi berdasar Frekuensi

• Infrasonik à 0 – 16 Hz,

ü getaran tanah, gempa, dll

ü menyebabkan discomfort, fatique, perubahan penglihatan

• Sonik à 16 Hz – 20 kHz (frekuensi pendengaran)

ü telinga peka pada 16Hz – 4 kHz.

• Ultrasonik à > 20 kHz

ü memiliki daya tembus besar

ü dimanfaatkan dalam diagnosis, pengobatan, penghancuran jaringan/sel

Taraf Intensitas/nineau (dB)

Efek Doppler

Sumber Bunyi Diam

Pengamat mendekati sumber Pengamat menjahui Sumber

Sumber Bunyi Bergerak

Sumber Mendekati Pengamat Sumber Menjahui Pengamat

Example :

Sebuah kapal selam A berjalan dalam air pada kecepatan 8,00 m/s, mengeluarkan

gelombang sonar berfrekuensi 1.400 Hz. Kecepatan suara dalam air 1.533 m/s. Kapal selam B bergerak dengan kecepatan 9,00 m/s persis dalam garis lurus dengan kapal A.

(A) Berapa frekuensi yang terdeteksi oleh pengamat yang mengendarai kapal selam B jika kedua kapal itu saling mendekat?

(B) Berapa frekuensi yang dirasakan oleh pengamat di kapal B jika kapal saling menjauhi

Biolistrik

Sub Pokok Bahasan

ü Listrik & Magnet yang timbul dalam tubuh manusia

ü Penggunaan listrik dan magnet pada permukaan tubuh manusia

Penemuan Biolistrik

1. Caldani (1856)

Kelistrikan pada otot katak yang telah mati

2. Luigi Galvani

1786lai mempelajari kelistrikan pada tubuh hewan

1786 kedua kaki katak terangkat ketika diberikan aliran listrik melalui konduktor

3. Arons (1892)

Merasa ada aliran frekuensi tinggi melalui tubuhnya sendiri

4. Van Seynek (1899)

mengamati terjadinya panas pada jaringan yang disebabkan aliran frekuensi tinggi

5. Schlephake (1982)

Pengobatan dengan menggunakan Short Wave

Rumus/ Hukum dalam Biolistrik

1. Hukum Ohm

Perbedaan potensial antara ujung konduktor berbanding langsung dengan arus yang melewati, berbanding terbalik dengan hambatan dari konduktor

2. Hukum Joule

Arus listrik yang melewati konduktor dengan perbedaan tegangan dalam waktu tertentu akan menimbulkan panas.

Macam-macam Gel. Arus listrik

1. Arus bolak balik/ sinusoidal

2. Arus setengah gelombang (telah disearahkan)

3. Arus searah dengan riple/ desir

4. Arus searah murni

5. Faradik

6. Surged faradik/sentakan faradik

7. Surged sinusoidal/ sentakan sinusoidal

8. Galvanik interuptus

9. Arus gigi gergaji

Kelistrikan Dan Kemagnetan Dalam Tubuh

Sistem saraf dan neuron

· SSP

· SSO

· Neuron/ sel saraf

f(x): menerima, interprestasi & menghantarkan aliran listrik

Sistem Syaraf

1. Sistem Saraf Pusat

ü Terdiri dari otak, medulla spinalis dan saraf perifer.

· Saraf perifer :

Afferen : mengirim informasi ke otak / medula spinalis

Efferen : dari otak atau medula spinalis ke otot dan kelenjar

2. Sistem Saraf Otonom

ü Mengatur organ dalam tubuh seperti jantung, usus dan kelenjar secara tidak sadar.

Konsentrasi ion di dalam & luar sel

Pada akson : Konsentrasi ion di dalam sel lebih negatif daripada di luar sel

Kelistrikan saraf

§ Kecepatan impuls saraf bergantung pada diameter (F) serat saraf dan ada/ tidaknya mielin

· Mielin = isolator yang baik; kemampuan mengaliri listrik rendah

ü Akson tanpa mielin kec = 20-50 m/detik (F = 1 mm)

ü Akson dengan mielin kec = 100 m/detik (F = 10 µm)

§ Kecepatan impuls serat syaraf : serat syarat berdiameter besar kemampuan menghantarkan impuls lebih cepat dari yang berdiameter kecil

· Serat syarat ada 2 type :

1. Bermyelin

Banyak terdpt pd manusia. suatu insulator yang baik kemampuan mengaliri listrik sangat rendah. Aliran sinyal dapat meloncat dari satu simpul ke simpul yang lain.

2. Tanpa myelin

· Akson tanpa myelin diameter 1 mm kecepetan 20 -50 m/s.

· Akson bermyelin diameter 1 μm kecepatan 100 m/s.

Aktivitas kelistrikan sel

ü perpindahan ion dari dalam sel ke luar sel, atau sebaliknya melalui membran sel

Pada keadaan istirahat

ü Ion Na⁺ luar sel >> ® potensial dalam sel > negatif Þ potensial membran negatif/ istirahat (-90 mVolt) = polarisasi

Ada rangsangan listrik terhadap membran

ü Ion Na⁺ masuk ke dalam sel ® potensial dalam sel > positif Þ potensial membran positif = depolarisasi

Proses kelistrikan syaraf.

Fenomena “All Or None”

Jika rangsangan kuat ® depolarisasi membran mencapai titik tertentu (nilai ambang)® proses depolarisasi berlanjut & irreversible ® ion Na⁺mengalir ke dalam sel dengan cepat dalam jumlah banyak ® potensial membran naik dengan cepat + 40 mVolt

Potensial aksi

(berlangsung < 1 mdetik)

Fenomena “all or none”

Jika nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo potensial aksi akan selalu sama, tidak peduli intensitas dari rangsangan tersebut.

4. Perambatan potensial aksi

Membran saraf otot mendapat rangsangan mencapai nilai ambang ® timbul potensial aksi

merangsang daerah sekitarnya untuk mencapai nilai ambang

perambatan potensial aksi atau gelombang depolarisasi

sel membran mengalami repolarisasi (tingkat refrakter)

· Refrakter Absolut:
tidak ada rangsangan & unsur kekuatan untuk menghasilkan potensial aksi lain

· Refrakter Relatif:
bila ada rangsangan yang kuat akan menghasilkan potensial aksi baru ® setelah sel membran mendekati repolarisasi seluruhnya

Kelistrikan Pada Sinapsis Dan Neuromyal Junction.

· Sinapsis : Hubungan antara 2 buah syaraf.

· Neuromyal Junction : Berakhirnya saraf pada sel otot.

· Memiliki kemampuan meneruskan gelombang depolarisasi dengan cara lompat dari satu sel ke sel yang lain.

· Pada saat depolarisasi, zat kimia pada otot bergetar/trigger à Kontraksi otot, repolarisasi à Relaksasi otot.

5. Kelistrikan pada sinaps & neuromyial, junction

§ Hubungan antara 2 saraf = sinapsis

§ Berakhirnya saraf pada otot = neuromyal junction

§ Sinaps & neuromyal junction mampu meneruskan gelombang depolarisasi dengan cara lompat dari satu sel ke sel berikutnya

§ Depolarisasi ® zat kimia pada otot bergetar menyebabkan kontraksi otot ® repolarisasi sel otot ® relaksasi

6. Kelistrikan otot jantung

ü Pada saraf & otot bergaris

Rangsangan ® ion Na⁺ masuk ke dalam sel ® mencapai nilai ambang ® depolarisasi

ü Pada otot jantung

Rangsangan ® ion Na⁺ masuk ke dalam sel (mudah besar) ® repolarisasi komplit ® Na⁺ masuk kembali ke dalam sel ® depolarisasi spontan mencapai nilai ambang tanpa perlu rangsang dari luar (kec. Teratur)

ü Otot Jantung (miokardium) berbeda dengan syaraf dan otot bergaris.

· Ion Na+ mudah bocor sehingga setelah repolarisasi,ion Na+ akan masuk kembali ke sel à Depolarisasi spontan.

· (nilai ambang dan potensial aksi tanpa memerlukan rangsangan dari luar).

· Sel otot jantung akan mencapai nilai ambang dan potensial aksi pada kecepatan yang teratur à Natural Rate/kecepatan dasar membran sel.

ü Untuk menentukan natural rate dihitung dari mulai depolarisasi spontan sampai nilai ambang setelah repolarisasi. Yang mempengaruhi :

1. Potensial membran istirahat.

2. Tingkat dari nilai ambang.

3. Slope dari depolarisasi spontan terhadap nilai ambang.

ü Ada sekumpulan sel utama yang secara spontan menghasilkan potensial aksi yang akan dengan cepat mendepolarisasi sel otot miokardium yang sedang mengalami istirahat à Pace Maker / perintis jantung.

ü Kec. dasar jantung = waktu antara mulai depolarisasi spontan sampai mencapai nilai ambang setelah terjadi repolarisasi. Dipengaruhi oleh perubahan :

1. Potensial membran istirahat

2. Tingkat dari nilai ambang

3. Slap (kelengkangan) dari depolarisasi spontan terhadap nilai ambang

ü Mempengaruhi mekanisme kontra fisiologis terhadap frek. Jantung

ü Sekumpulan sel utama yang secara spontan menghasilkan potensial aksi disebut pace maker/ perintis jantung

Elektroda

• Untuk mengukur potensial aksi dengan memindahkan transmisi ion ke penyalur elektron

• Bahan yang dipakai perak dan tembaga

Bahan elektroda :

1. Dapat disterilkan

2. Tidak mengandung racun.

Biasanya Perak ( Ag ) ditutupi lapisan tipis perak Chlorida ( AgCl ).

• Perbedaan potensial sebesar 0,80–0,34 = 0,46 V, dijumpai apabila kedua elektroda disambungkan pada kedua tangan penderita.

Macam Elektroda

• 1. Elektroda jarum ( Mikro elektroda )

Untuk mengukur aktivitas motor unit tunggal.

Elektroda Mikropipet

§ Dibuat dari gelas diameter 0.5 μm.

§ Untuk mengukur potensial biolistrik di dekat/ dalam sebuah sel.

§ Dapat menyalurkan elektroda dalam sebuah sel.

§ Hambatannya 10 MW.

Elektroda permukaan kulit.

Terbuat dari metal/logam yang tahan karat,misal perak,nikel atau alloy.

Bentuk plat.

ü Untuk mengukur potensial listrik permukaan tubuh EKG, EEG, dan EMG.

ü Dipakai tahun 1917 à didaerah yg dipasangkan elektroda digosok dgn saline solution (air garam fisiologi). Diganti dgn Jelly atau pasta (elektrolit).

2. Bentuk Suction Cup

Dipakai waktu melakukan EKG

3. Bentuk Floating

Type elektroda ngambang, agar mencegah kontak langsung antara logam dengan kulit.

4. Bentuk Ear Clip

Suatu elektroda sebagai referensi pada EEG dan EKG

5. Bentuk Batang

Suatu elektroda sebagai referensi pada EEG dan EKG

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

Delapan (8) Isyarat listrik tubuh

1. Hasil perlakuan kimia dari tipe sel-sel +++ untuk memperoleh informasi klinik tentang fungsi tubuh

2. EMG (Elektromiogram)

3. ENG (Elektroneurogram) ® miastenia gravis

4. ERG (Elektroretinogram) ® perubahan pigmen retina

5. EOG (Elektroakulagram)

6. EGG (Elektrogastrogram) ® gerakan peristaltik

7. EEG (Elektroensefalogram) ® epilepsi

8. EKG (Elektrokardiogram)

Penggunaan Listrik & Magnet pada permukaan Tubuh

Jacques A.D. Arsonval

· 1890 listrik berfrekuensi rendah ® efek pemanasan

· 1929 listrik frek. 30 MHz ® short wave diathermy

· 1950 gel mikro frek 2450 MHz ® diatermi & pemakaian radar

Arus listrik berdasarkan efek yang ditimbulkan:

1. Listrik berfrekuensi rendah (20 – 500.000 Hz)

ü merangsang saraf & otot sehingga terjadi kontraksi otot – stimulator dengan multivibrator -astable multivibrator

§ pengulangan pemakaian dan pemilihan bentuk gelombang perlu diperhatikan

ü untuk pemakaian singkat & merangsang saraf otot ® arus faradik

ü untuk pemakaian lama & merangsang otot yang telah kehilangan persyarafan

® arus listrik interuptus atau arus DC yang dimodifikasi

Arus AC dengan frekuensi 50 Hz, mampu :

1. Merangsang saraf sensoris

2. Merangsang saraf motoris

3. Berefek kontraksi otot

Diklinik ® Arus DC

Listrik berfrekuensi tinggi (> 500.000 Hz)

§ Belum merangsang saraf motoris & sensoris

§ Sifat : memanaskan

ü Short wave diathermy (diatermi gel. Pendek) untuk memperoleh gel. Elektromognetis agar masuk ke dalam tubuh dengan 2 metode: capasitance (kondensor) & inductance (induksi= kabel)

§ Metode kondensor

Prinsip : elektroda diletakkan pada masing-masing sisi yang akan diobati & dipisahkan dari kulit dengan bahan isolator

§ Metode isolasi/ kabel

kabel dililitkan pada daerah yang akan diobati

Short wave diathermy
Efek diatermi gel. Pendek (Short wave diathermy) :

1. Menghasilkan panas & peningkatan efek fisiologi

ü Meningkatkan metobolisme

ü Meningkatkan darah

ü Menurunkan eksitasi saraf

ü Menurunkan relaksasi otot, meningkatkan usaha otot

ü Menurunkan tekanan darah karena vasodilatasi

ü Meningkatkan aktivitas kel. Keringat

2. Mempunyai efek pengobatan

ü Terhadap daerah peradangan ® oksigenasi meningkat

ü Efek terhadap infeksi bakteri ® leukosit & antibodi meningkat

ü Kehilangan nyeri ® panas disebabkan saraf sensoris sedatif

ü Terhadap daerah yang patah ® meningkatkan absorpsi & aliran darah

ü Meningkatkan aktivitas kel. Keringat

Micro wave diathermy

Micro wave diathermy (diatermi gel. Mikro)

· panjang gelombang (l )antara inframerah & short wave

· Gel. Mikro : 1 cm <l< 1 m

· Efek :

1. Fisiologis

Menimbulkan panas pada jaringan yang banyak mengandung air; otot > banyak menyerap gel. Mikro daripada jaringan lemak

2. Pengobatan

Pada penderita yang mengalami ruda paksa (trauma) & peradangan; nyeri & spasme otot, rematik

· Bahaya & kontra indikasi

1. Penderita gangguan sirkulasi ® meningkat perdarahan, trombosis & flebitis

2. TBC & tumor ganas

Perbedaan micro wave dengan short wave

1. Penetrasi gel. Mikro lebih dalam ; tp tidak dapat melewati jaringan yang padat seperti yang dapat dilakukan oleh gel. Pendek.

2. Gel. Mikro kurang berhasil mengobati struktur yang dalam dibanding dengan diatermi gel. Pendek.

Electrocauter & Electrosurgery

ü Listrik frek tinggi ® mengontrol perdarahan saat pembedahan

ü Electrocauter (Cauterisasi = pembakaran)
suatu pembakaran mengggunakan frek listrik 2 MHz, tegangan £15 kV
® menghentikan perdarahan pd luka menganga menggunakan gulungan kawat panas pd pemb.darah tanpa anestesi

ü Electrosurgery
®memotong jaringan; dilakukan dg gerakan cepat 5-10 cm/detik untuk mengurangi destruksi jaringan sekitar
(cth:operasi otak, limpa, vesica felea, prostat, dan serviks)

Defibrillator

ü SA Node di puncak atrium kanan dekat Vena cava superior ® pace maker® scr sinkron memompa darah ke sirkulasi paru-paru & ke sirkulasi darah sistemik; kehilangan sinkronisasi Þ FIBRILASI

ü Fibrilasi atrium: f(x) ventrikel normal ® ritme jantung iregular

ü Fibrilasi ventrikel: tdk mampu memompa darah; jika tdk dilakukan koreksi dlm bbrp menit® kematian

Penanganan fibrilasi:

ü massage jantung (metode mekanik)

ü syok listrik pd daerah jantung

· countershock ® sinkronisasi irama jantung

· defibrilasi ® jika tdk berespons thd countershock Þ defibrillator

Biomekanika

Penggunaan Fisika di Kesehatan

1. Faal Fisika : untuk menentukan fungsi tubuh meliputi kesehatan dan penyakit.

2. Pengetahuan tentang benda yang digunakan dlm kesehatan seperti ultrasonik, laser, radiasi, dll.

Pengukuran

1. Membandingkan kuantitas

2. Besaran pokok dan turunan dan SATUAN

Proses pengukuran.

1. Pengukuran berulang : nilai pernafasan rata-rata

2. Pengukuran sekali : Potensial aksi pd sel saraf

Faal positif dan negatif

· Faal Positif

Error yang terjadi dimana penderita dinyatakan menderita suatu penyakit padahal tidak

· Faal negatif

· Error yang terjadi dimana penderita dinyatakan tidak sakit padahal menderita suatu penyakit

Untuk menghindari :

1. Dalam pengambilan pengukuran

2. Pengulangan pengukuran

3. Penggunaan alat yang dapat dipercaya

4. Kalibrasi terhadap alat.

Skema dasar Pengukuran

Proses Pengukuran Ketelitian dan kebenaran

Data-data lain

Faal positif atau negatif

Hukum Dasar

1. Hukum I Newton (Hk Kelembaman )

Dipakai untuk mengukur suatu pengamatan

2. Hukum II Newton (

)

3. Hukum III Newton ( aksi reaksi )

Gaya pada dan didalam tubuh

1. Gaya à penyebab gerak

2. Gaya pada tubuh è dapat diketahui, contoh menabrak meja.

3. Gaya dalam tubuh è tdk diketahui, contoh Gaya otot.

Dasar asal mula gaya adalah gaya gravitasi, tarik-menarik antara 2 benda, misalkan berat badan, ex terjadinya varises.

Gaya pada tubuh ada 2 tipe :

1. Gaya pada tubuh dlm keadaan statis.

2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis.

Gaya pd tubuh keadaan statis

ü Statis : Tubuh dlm keadaan setimbang statis,

ü Setimbang statis jumlah gaya dan momen gaya yang ada sama dengan nol.

Sistem tulang dan otot berfungsi sebagai pengumpil.

Ada 3 kelas sistem pengumpil :

a. Klas pertama Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot

Keuntungan mekanik

· Keuntungan Mekanik: Perbandingan antara gaya otot dan gaya berat

Keuntungan Mekanik =

Keseimbangan

Keseimbangan stabil

1. Pusat gravitasinya naik jika diberi gaya.

2. Muncul gaya pemulih yang menyebabkan kembali ke keadaan semula.

3. Tenaga potensial bertambah jika diberi gaya

Keseimbangan Labil

1. Pusat gravitasinya turun jika diberi gaya.

2. Posisi benda akan mengalami perubahan.

3. Tenaga potensial berkurang jika diberi gaya

Keseimbangan Normal

1. Pusat gravitasinya tidak berubah jika diberi gaya.

2. Tenaga potensial bertambah

Fluida (Zat Alir)

1. Fluida Zat Cair

· Molekul terikat secara longgar tapi berdekatan

· Tekanan yang terjadi karena gaya gravitasi

· Tekanan terjadi tegak lurus bidang

2. Fluida Gas

· Molekul bergerak bebas dan saling bertumbukan

· Tekanan akibat tumbukan antar molekul

· Tekanan terjadi tidak tegak lurus bidang

Hidrodinamika

ü Ilmu yang mempelajari tentang dinamika (gerak) fluida

Pendekatannya dengan asumsi:

· Tanpa gesekan internal (tidak viskos)

· Aliran stasioner/laminar (arah dan besar kecepatan konstan)

· Aliran steady

· Tidak termampatkan (incompressible)

Aliran Zat Cair Melalui Pembuluh Darah

Hukum Poiseuille :
“Cairan yang mengalir melalui suatu pipa kecepatannya berbanding lurus dengan penurunan tekanan dan pangkat empat jari-jari ”

Fungsinya: Untuk menjelaskan mengapa penderita usia lanjut mengalami pingsan
Mengapa daerah ujung suhunya dingin.

Teorema Bernoulli

Usaha pada fluida : W_eks= F₁Dx₁– F₂ Dx₂
= p₁A₁Dx₁– p₂ A₂ Dx₂

DU = U₂ – U₁= (½ Dmv₂² + Dmgz₂ ) - (½ Dmv₁²   + Dmgz₁ )
                    = [(½ rv₂² + rgz₂) - (½ rv₁² + rgz₁ )]A₁Dx₁
            p₁-p₂ = (½ rv₂² + rgz₂) - (½ rv₁² + rgz₁ )

½ rv² + rgz + p = konstan Teorema Bernoulli

Hasil Rumus Poiseuille

Hambatan terhadap debit zat cair

l Efek panjang Pembuluh Terhadap debit

Makin panjang pembuluh, diameter sama, zat cair akan mendapat hambatan semakin besar, maka debit zat cair akan lebih besar pada pembuluh yang pendek.

· Efek diameter pembuluh

Kecepatan aliran zat cair makin cepat pada diameter yang pembuluhnya makin besar

· Efek Kekentalan

Semakin kental zat cair semakin besar hambatan terhadap dinding pembuluh, sehingga dapat ditentukan konsentrasi sel darah merahnya.

Note :

§ Pada darah normal kekentalan 3,5 kekentalan air.

§ Kekentalan 1 ½ kali diatas normal kekentalan 2 kali air.

§ Kekentalan 70 kali di atas normal kekentalan 20 kali air

· Efek tekanan terhadap debit

Aliran air mengalir dari tekanan tinggi ke rendah.

Aliran air sebanding dengan perbedaan tekanan

Bunyi Jantung

Stetoskop è vibrasi jantung dan pembuluh darah besar Karena aliran laminer dan turbulensi.

Hubungan EKG, bunyi jantung, ventrikel kiri dan tekanan aorta

Tekanan Darah

ü Jumlah darah orang dewasa 4,5 liter

ü Dlm 1 kali kontraksi jantung terpompa 80 ml darah permenit beredar satu siklus dalam tubuh.

ü Dlam sirkulasi darah

80 % sirkulasi sistemik

20 % sirkulasi paru-paru

Tekanan Darah Sistemik Tekanan Arteri Paru-paru

Tekanan rata-rata :

Menentukan banyaknya darah yang mengalir tiap satuan waktu

Membran Kenyal

Terdapat pada Pembuluh darah, lambung, usus, alveoli dll.

Bentuknya : Silinder Bola (gelembung)

Alat Ukur Tekanan Zat Cair

1. Tonometer

Untuk mengukur tekanan intra okuler èpenderita glaukoma

Harga normal tekanan intraokuler 12 – 23 mm Hg

2. Sistometer

Untuk mengukur tekanan kandung kencing.

Terdiri dari pipa kapiler yg mengandung skala cm H₂O, terhubung ke jarum melalui pipa karet.

Perbandingan :

Orang dewasa 30 cm H₂O pada penderita prostat hipertropi mencapai 100 cm H₂O baru terjadi pengeluaran kencing.

Mekanisme Paru-Paru

1. Terdapat pleura viseralis yang menjadi satu dgn jaringan

2. Paru-paru, diluarnya terdapat pleura parietalis.

3. Ruang pleura viseralis dan pleura parietalis adl ruang intrapleural

Hukum yang berlaku dalam Pernafasan

1. Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial

Tekanan total campuran gas adalah penjumlahan tekanan masing-masing gas penyusunnya.

Contoh:

Jika udara bertekanan 760 mmHg terdiri 20% O₂ dan 80% N₂ maka tekanan O₂ = 0,2 x 760 mmHg = 152 mmHg dan tekanan N₂ = 608 mmHg

Tekanan Parsial O₂ dan CO₂

Tekanan parsial paru-2 pH₂O = 47 mmHg

	%O₂	pO₂(mmHg)	% CO₂	pCO₂
Udara Inspirasi	20,9	150	0,04	0,3
Alveoli paru-paru	14,0	100	5,6	40
Udara Ekspirasi	16,3	116	4,5	32

Keadaan functional residual capasity (FRC)

à keadaan ekspirasi akhir paru-paru selalu dengan 30% udara

Komponen udara

Inspirasi : 80 % N₂, 19 % O₂ dan 0,04 % CO₂

Ekspirasi ; 80 % N₂, 16 % O₂ dan 4 % CO₂

Udara yang dihirup sebanyak 10 kg, absorbsi udara lewat paru-paru 0,5 kg

2. Hukum Boyle

(PV = konstan)

3. Hukum Laplace

Tekanan pada gelembung alveoli berbanding terbalik dengan radius (r) dan berbanding lurus dengan tegangan permukaan (g)

Pengaruh ketinggian terhadap tekanan barometrik

ü Efek tekanan barometrik terhadap oksigen

ü Efek tekanan barometrik terhadap udara

ü Efek tekanan barometrik terhadap kesehatan

Alat Ukur Volume Paru-paru

§ Spirometer

§ Peak Flow Rate

Gelombang Elektromagnetik Cahaya dan Optika

Gelombang Elektromagnetik

· Terdiri atas gelombang listrik dan gelombang magnetik yang arah getarnya saling tegak lurus.

· Merupakan gelombang transversal (arah getar tegak lurus arah rambatnya)

· Kecepatan gel em dalam hampa c = 3x10⁸ m/s

· Intensitas gel em

Sifat Cahaya

1. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik

2. Kecepatan cahaya dalam hampa c = 3x10⁸ m/s

3. Kecepatan dan panjang gelombang cahaya dalam medium bergantung pada indeks bias medium tsb

4. Frekuensi gelombang cahaya tidak bergantung pada medium.

5. Cahaya terdiri atas paket-paket energi yang disebut foton.

6. Energi per foton cahaya E = hf = hc/l. Dengan h = 6,626 x 10^–34J.s., f = frekuensi dan l = panjang gelombang.

7. Cahaya dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), diuraikan (dispersi), dipolarisasikan, dilenturkan (difraksi), interferensi

Sumber Cahaya

1. Cahaya Alami à sifat: berkas menyebar

· dari cahaya bintang/ matahari (polikromatik: spektrum cahaya dari inframerah, cahaya tampak, sd ultra ungu)

· dari api (polikromatik)

· dari gas/ logam (polikromatik, monokromatik)

· dari batuan/fosfor

2. Cahaya buatan

· Lampu (neon, TL, Led, dsb)àberkas menyebar

· Laser (light amplification of stimulated emission radiation) à sifat laser: monokromatik berkas terfokus, daya tinggi

Macam – macam Laser

1. Laser dioda (p-n junction laser).

2. Laser gas

§ laser argon (l = 515 nm, daya 1–15 W)

§ laser He-Ne (l = 633 nm, merah, daya 5–100 mW)

§ laser CO₂ (50–500 W) à memotong baja

3. Laser zat padat

§ laser rubby ((l = 693 nm, merah)

§ laser NdYAG (neodymium in ytrium aluminium garnet)à daya 2W, (l = 1.064 nm, ultraviolet)

Kegunaan Laser dalam kedokteran

· Fotokoagulasi darah dan pemblokiran pembuluh darah vena

· Sebagai pisau khitan

· Pembuatan bayangan 3 dimesi (holografi)

· Pengobatan kanker dll.

Penggunaan Cahaya dalam Kedokteran

1. Transilluminasi à transmisi cahaya ke dalam jaringan tubuh untuk mengetahui gejala hidrosefalus atau kelainan dlm tubuh

2. Endoskop à alat untuk mengetahui ruang dalam tubuh.

3. Sistoskop à serupa endoskop untuk melihat struktur dalam kandung kencing.

4. Protoskop à serupa dengan endoskop untuk melihat struktur rektum (dubur)

5. Bronkhoskop à untuk melihat bronkhus paru-paru.

Fotometri

ü Fotometri = ilmu tentang pengukuran kuantitas cahaya

ü Kuantitas cahaya diukur berdasarkan

· kuat cahya (I) satuan candela (Cd), lilin

· arus/fluks cahaya (F) satuan lumen (lm)

· kuat penerangan (E=F/A) satuan lumen/m².

· terang cahaya (e = I/A) satuan lilin/cm².

Pengukur Kuantitas Cahaya

Pengukur kuat cahaya

· Fotometer sederhana

· Fotometer Lummer dan Brodhun

Pengukur kuat penerangan bidang

• Luxmeter à mengukur waktu pencahayaan (exposure) yang berbanding terbalik dengan kuat penerangan bidang

Reflection

Refraction

Index of Refraction

Convex Mirrors

The Eye

Conditions of the Eye

1. Farsightedness (or hyperopia)

Farsigntedness (hyperopia) is corrected with a converging lens

2. Nearsightedness (or myopia)

Nearsightedness is corrected with a diverging lens

The Compound Microscope

Kalina (Ika Amalina A.)

Senin, 12 November 2012

Fisika all Materi

0 komentar:

Kalina File

About Me