MEKANIKAMEKANIKA

• ““FORCE CONTROLS ALL MOTION IN FORCE CONTROLS ALL MOTION IN THE WORLD”THE WORLD”

• GRAVITATIONAL FORCE = THE 1GRAVITATIONAL FORCE = THE 1st st

FUNDAMENTAL FORCEFUNDAMENTAL FORCE• INGAT HUKUM NEWTON TENTANG INGAT HUKUM NEWTON TENTANG

GRAVITASI UMUM GRAVITASI UMUM • CONTOH EFEK GAYA GRAVITASI CONTOH EFEK GAYA GRAVITASI

PADA TUBUHPADA TUBUH

PEMBENTUKAN VARICES PADA VENA PEMBENTUKAN VARICES PADA VENA TUNGKAI BAWAHTUNGKAI BAWAH

TULANG YANG SEHAT OK GAYA TULANG YANG SEHAT OK GAYA GRAVITASI.GRAVITASI.BUKTINYA : ORANG YANG MENORBIT DI BUKTINYA : ORANG YANG MENORBIT DI SATELIT TANPA BOBOT SATELIT TANPA BOBOT KEHILANGAN KEHILANGAN BEBERAPA MINERAL TULANG; JUGA PASIEN BEBERAPA MINERAL TULANG; JUGA PASIEN YANG LAMA TERBARING YANG LAMA TERBARING KEHILANGAN KEHILANGAN BEBERAPA BAGIAN TULANGBEBERAPA BAGIAN TULANG

• ELECTRICAL FORCE = THE 2ELECTRICAL FORCE = THE 2ndnd FUNDAMENTAL FORCEFUNDAMENTAL FORCE

• THE STRONG NUCLEAR FORCE = THE 3THE STRONG NUCLEAR FORCE = THE 3rdrd FUNDAMENTAL FORCEFUNDAMENTAL FORCE

YAITU GAYA “MENGIKAT” INTI ATOM YANG YAITU GAYA “MENGIKAT” INTI ATOM YANG SANGAT KUAT SANGAT KUAT MENGALAHKAN GAYA MENGALAHKAN GAYA TOLAK SESAMA PROTONTOLAK SESAMA PROTON

• THE WEAKER NUCLEAR FORCE = THE 4THE WEAKER NUCLEAR FORCE = THE 4ThTh FUNDAMENTAL FORCEFUNDAMENTAL FORCE

YAITU YANG BERKAITAN DENGAN YAITU YANG BERKAITAN DENGAN PERISTIWA “ELECTRON (BETA) DECAY” PERISTIWA “ELECTRON (BETA) DECAY” DARI INTI ATOM.DARI INTI ATOM.

GAYAGAYA• MENGONTROL SEMUA PERGERAKAN MENGONTROL SEMUA PERGERAKAN • DASAR I ADALAH GAYA GRAVITASIDASAR I ADALAH GAYA GRAVITASI

* HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI * HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI UMUM :UMUM :

• ANTARA 2 BENDA ADA SUATU GAYA ANTARA 2 BENDA ADA SUATU GAYA ATRAKSI YANG MANAATRAKSI YANG MANA

− − BERBANDING LURUS DENGAN PERKALIAN BERBANDING LURUS DENGAN PERKALIAN MASSA DANMASSA DAN

− − BERBANDING TERBALIK DENGAN BERBANDING TERBALIK DENGAN PANGKAT DUA JARAK BENDAPANGKAT DUA JARAK BENDA

F= GAYA ATRAKSIF= GAYA ATRAKSIG= KONSTANTE GRAVITASIG= KONSTANTE GRAVITASIr = JARAK BENDAr = JARAK BENDAm= MASSA BENDA Im= MASSA BENDA ImI= MASSA BENDA IImI= MASSA BENDA II

G= 6,6670.10-8dyne.cm2∕g2G= 6,6670.10-8dyne.cm2∕g2 = 6,6670. 10-11 N.m2∕Kg2= 6,6670. 10-11 N.m2∕Kg2MASSA BUMI = 5,98.1024Kg= 5,98. 1027gMASSA BUMI = 5,98.1024Kg= 5,98. 1027gVOLUME BUMI =1,09 .1027Cm3.VOLUME BUMI =1,09 .1027Cm3.→→DENSITY RATA –RATA = 5,5 g∕Cm3DENSITY RATA –RATA = 5,5 g∕Cm3

m . mI

F = G . ------------------------

r2

**HUKUM NEWTON I :HUKUM NEWTON I :• SETIAP BENDA BERADA DALAM SETIAP BENDA BERADA DALAM

KEADAAN ISTIRAHAT ATAU GERAKAN KEADAAN ISTIRAHAT ATAU GERAKAN UNIFROM PADA SUATU GARIS LURUS, UNIFROM PADA SUATU GARIS LURUS, KECUALI DIPAKSA UNTUK BERUBAH KECUALI DIPAKSA UNTUK BERUBAH OLEH GAYA YANG BEKERJA OLEH GAYA YANG BEKERJA PADANYA.PADANYA.

**HUKUM NEWTON II :HUKUM NEWTON II :• GAYA YANG BEKERJA PADA SUATU GAYA YANG BEKERJA PADA SUATU

BENDA MENGAKIBATKAN SUATU BENDA MENGAKIBATKAN SUATU PERCEPATAN YANG ARAHNYA SAMA PERCEPATAN YANG ARAHNYA SAMA DENGAN GAYA.DENGAN GAYA.

F= GAYA

m= MASSA

a= PERCEPATAN

* HUKUM NEWTON III :• UNTUK SETIAP AKSI SELALU ADA REAKSI YANG BESARNYA

SAMA DAN ARAHNYA BERLAWANAN.ρ = MASSA JENIS = KERAPATAN = DESTINY

m = p V

G = m.g = pVg

GK = GRAVITASI KHUSUS = SPESIFIC GRAVITY

mρ = ----------

V

F = m.a

ρ zat (4°C)GK = ---------------- ρ air (4°C)

PRINSIP PASCAL :PRINSIP PASCAL :• TEKANAN YANG DIBERIKAN PADA FLUIDA TEKANAN YANG DIBERIKAN PADA FLUIDA

DALAM SUATU TEMPAT AKAN MENAMBAH DALAM SUATU TEMPAT AKAN MENAMBAH TEKANAN KESELURUHAN DENGAN BESAR TEKANAN KESELURUHAN DENGAN BESAR YANG SAMAYANG SAMACONTOH PENERAPAN : CONTOH PENERAPAN : REM HIDROLIK (MOBIL)REM HIDROLIK (MOBIL)LIFT HIDROLIKLIFT HIDROLIK

PRINSIP ARCHIMEDES:PRINSIP ARCHIMEDES:• GAYA APUNG YANG BEKERJA PADA BENDA GAYA APUNG YANG BEKERJA PADA BENDA

YANG DIMASUKAN DALAM FLUIDA SAMA YANG DIMASUKAN DALAM FLUIDA SAMA DENGAN BERAT FLUIDA YANG DENGAN BERAT FLUIDA YANG DIPINDAHKANYA.DIPINDAHKANYA.

• DINAMIKA FLUIDA DINAMIKA FLUIDA

* ALIRAN FLUIDA* ALIRAN FLUIDA

1.ALIRAN LAMINER = ALIRAN LURUS1.ALIRAN LAMINER = ALIRAN LURUS

2.ALIRAN TURBULEN (DITANDAI 2.ALIRAN TURBULEN (DITANDAI LINGKARAN – LINGKARAN TAK LINGKARAN – LINGKARAN TAK MENENTU, KECIL, PUSARAN = ARUS MENENTU, KECIL, PUSARAN = ARUS EDDY)EDDY)

* * PERSAMAAN KONTINUITAS : A. V =A . V PERSAMAAN KONTINUITAS : A. V =A . V (P = KONSTAN)(P = KONSTAN)

* PRINSIP BERNOULLI : * PRINSIP BERNOULLI :

DIMANA KECEPATAN FLUIDA TINGGI DIMANA KECEPATAN FLUIDA TINGGI MAKA TEKANAN RENDAH, DAN MAKA TEKANAN RENDAH, DAN DIMANA KECEPATAN RENDAH MAKA DIMANA KECEPATAN RENDAH MAKA KECEPATAN TINGGI.KECEPATAN TINGGI.

PENERAPANPENERAPAN

SAYAP PESAWAT ; PENYEMPROTAN /PARFUM SAYAP PESAWAT ; PENYEMPROTAN /PARFUM DENGAN VENTUMI METER, PERAHU LAYAR DENGAN VENTUMI METER, PERAHU LAYAR MELAWAN ANGIN TIA ( TRANSIENT ISCHEMIC MELAWAN ANGIN TIA ( TRANSIENT ISCHEMIC ATTACK) = ALIRAN DARAH KE OTAK BERHENTI ATTACK) = ALIRAN DARAH KE OTAK BERHENTI SEBENTAR O.K “ PENCURIAN” SEBENTAR OLEH A. SEBENTAR O.K “ PENCURIAN” SEBENTAR OLEH A. SUBCLAVIANSUBCLAVIAN

P + 1∕2 Pv2 + pgh =KONSTAN

VISKOSITAS : F = η A V∕ℓVISKOSITAS : F = η A V∕ℓ

V∕ℓ = GRADIEN KECEPATANV∕ℓ = GRADIEN KECEPATAN

ηη = KOEFISIEN VISKOSITAS = KOEFISIEN VISKOSITAS

PERSAMAAN POISEULINEPERSAMAAN POISEULINE

ППrr44(P1-P2)(P1-P2)

V V --------------------------------------------

88 ηL ηL

PENERAPAN : ARTERIOSCLEROSIO→ Π ↓ PENERAPAN : ARTERIOSCLEROSIO→ Π ↓ →TEKANAN ↑(Π MENJADI 1∕2 DARI →TEKANAN ↑(Π MENJADI 1∕2 DARI SEMULA)→TEKAN ↑ 24 KALI !!SEMULA)→TEKAN ↑ 24 KALI !!

CONTOH FENOMENA BUKTI TEGANGAN PERMUKAANCONTOH FENOMENA BUKTI TEGANGAN PERMUKAAN

1. CAIRAN YANG KELUAR LAMBAT DARI UJUNG PIPET 1. CAIRAN YANG KELUAR LAMBAT DARI UJUNG PIPET ATAU BURETATAU BURET

BERUPA TETESAN-TETESAN BERUPA TETESAN-TETESAN BUKAN BUKAN ALIRAN ALIRAN KONTINYUKONTINYU

2. 2. JARUM HALUS DILETAKKAN HATI-HATI DIATAS JARUM HALUS DILETAKKAN HATI-HATI DIATAS PERMUKAAN ZATPERMUKAAN ZAT

CAIR TERAPUNGCAIR TERAPUNG

3. KAPILER YANG DICELUPKAN TEGAK DALAM AIR → 3. KAPILER YANG DICELUPKAN TEGAK DALAM AIR → PERMUKAAN PERMUKAAN

PADA KAPILER LEBIH TINGGI,JIKA DALAM Hg →LEBIH PADA KAPILER LEBIH TINGGI,JIKA DALAM Hg →LEBIH RENDAH.RENDAH.

• SEMUA CONTOH FENOMENA SEMUA CONTOH FENOMENA TERSEBUT ,BERHUBUNGAN DENGAN EKSISTENSI TERSEBUT ,BERHUBUNGAN DENGAN EKSISTENSI DARI IKATAN PERMUKAAN ANTARA CAIRAN DAN DARI IKATAN PERMUKAAN ANTARA CAIRAN DAN ANTARA CAIRAN ZAT LAIN.ANTARA CAIRAN ZAT LAIN.

• FAKTA BAHWA LINGKUNGAN SEKITAR MOLEKUL FAKTA BAHWA LINGKUNGAN SEKITAR MOLEKUL DEKAT PERMUKAAN ZAT CAIR BERLAINAN DENGAN DEKAT PERMUKAAN ZAT CAIR BERLAINAN DENGAN MOLEKUL YANG TERLETAK DIDALAM MOLEKUL YANG TERLETAK DIDALAM

→→EFEK PERMUKAAN YANG DISEBUT TEGANGAN EFEK PERMUKAAN YANG DISEBUT TEGANGAN PERMUKAANPERMUKAAN

• KOEFISIEN TEGANGAN PERMUKAAN (=ℓ) ADALAH KOEFISIEN TEGANGAN PERMUKAAN (=ℓ) ADALAH BILANGAN YANG MENYATAKN JUMLAH USAHA BILANGAN YANG MENYATAKN JUMLAH USAHA PERSATU SATUAN LUAS YANG DIBUTUHKAN PERSATU SATUAN LUAS YANG DIBUTUHKAN MENAMBAH/MEMPERLUAS PERMUKAAN.MENAMBAH/MEMPERLUAS PERMUKAAN.

PADA GELOMBANG(DUA PERMUKAAN)PADA GELOMBANG(DUA PERMUKAAN)

RR 4 4 δδ

<----><----> Pi – Po = -------Pi – Po = -------

PiPi Po Po RR

ALVEOLI PARU-PARU SECARA FISIKA ADALAH ALVEOLI PARU-PARU SECARA FISIKA ADALAH BERJUTA-JUTA GELEMBUNG KECIL YANG BERJUTA-JUTA GELEMBUNG KECIL YANG “INTERCONECTED”“INTERCONECTED”

RUMUS BERNOULLI:RUMUS BERNOULLI:

p + ½ p + ½ pv2 + pgh = KONSTAN FRICTIONLESS

RUMUS DASAR HIDRODINAMIKA YANG MERUPAKAN HUBUNGAN RUMUS DASAR HIDRODINAMIKA YANG MERUPAKAN HUBUNGAN ANTARA TEKANAN (ABSOLUT) KECEPATAN DAN ELEVASI ANTARA TEKANAN (ABSOLUT) KECEPATAN DAN ELEVASI PADA SUATU TTIK SEPANJANG ALIRAN.PADA SUATU TTIK SEPANJANG ALIRAN.

JIKA PADA RUMUS TERSEBUT DIISIKAN V = 0 →RUMUS DASAR JIKA PADA RUMUS TERSEBUT DIISIKAN V = 0 →RUMUS DASAR HIDROSTATIKA.HIDROSTATIKA.

• VISKOSITAS = KEKENTALAN (=VISKOSITAS = KEKENTALAN (=ηη)) dvdv

F = η A ----F = η A ----

dy dy 

dvdv

---- = velocity gradient η = coeficient of viscosity---- = velocity gradient η = coeficient of viscosity

dydy

SATUAN η = Satuan gaya x jarakSATUAN η = Satuan gaya x jarak

----------------------------------------------

satuan luas x kecepatansatuan luas x kecepatan

cgs : dyne.sec/cmcgs : dyne.sec/cm22 =poise =poise SI : Newton.sec/m2 = pascal second (=Pas)SI : Newton.sec/m2 = pascal second (=Pas)

1 Pas = 10 poise1 Pas = 10 poise

η darah =3.10η darah =3.1033 – 4.10 – 4.103 3 Pas / tergantung pada 1. hematocrit Pas / tergantung pada 1. hematocrit = % dari RBC, 2. temperatur (t ↓ η ↑)= % dari RBC, 2. temperatur (t ↓ η ↑)

RUMUS POISEULLERUMUS POISEULLE

ппrr44

DEBIT = ----------- (P1 – P2)DEBIT = ----------- (P1 – P2)

8 η L8 η L

BERLAKU UNTUK PIPA YANG PADAT BERLAKU UNTUK PIPA YANG PADAT →R KONSTAN PEMBULUH DARAH = →R KONSTAN PEMBULUH DARAH = ELASTIS DAN R ↑ TIAP “HEARTBEAT”ELASTIS DAN R ↑ TIAP “HEARTBEAT”

CONTOH SOAL HUKUM POISEUILLECONTOH SOAL HUKUM POISEUILLE

BERAPAKAH HAMBATAN TOTAL DARI PEREDARAN BERAPAKAH HAMBATAN TOTAL DARI PEREDARAN DARAH SISTEMIK,JIKA DEBIT DARAH DEWASA DARAH SISTEMIK,JIKA DEBIT DARAH DEWASA 0,83.10 0,83.10 -4-4 m m33/s DAN PENURUNAN TEKANAN TOTAL /s DAN PENURUNAN TEKANAN TOTAL DARI AORTA KE KAPILER = 90 mm Hg?DARI AORTA KE KAPILER = 90 mm Hg?

JAWABAN:JAWABAN:

P1- P2P1- P2

Poiseuille : V = -------------Poiseuille : V = -------------

RR

4 η L4 η L

R = ---------R = ---------

ппrr44

Penurunan tekanan 90 mmHg = 1,2 . 10Penurunan tekanan 90 mmHg = 1,2 . 1044 N.m N.m-2-2

V = 0,83 . 10V = 0,83 . 10-4-4 m m33.s.s-1-1

1,2 . 101,2 . 1044 N.m N.m-2-2

R = ---------------------- = 1,44 . 10R = ---------------------- = 1,44 . 1088 N.s.m N.s.m-5-5

0,83 . 100,83 . 10-4-4 m m33.s.s-1-1

KOMENTAR:KOMENTAR:

HAMBATAN BERBANDING TERBALIK DENGAN PANGKAT 4 JENISHAMBATAN BERBANDING TERBALIK DENGAN PANGKAT 4 JENIS

→→VASO DILATASI SEDIKIT SAJA →↓R YANG BESAR DAN SEBALIKNYA.VASO DILATASI SEDIKIT SAJA →↓R YANG BESAR DAN SEBALIKNYA.

  

JIKA ↑,AGAR DEBIT DARAH TETAP →TEKANAN↑=HIPORTENSIJIKA ↑,AGAR DEBIT DARAH TETAP →TEKANAN↑=HIPORTENSI

  

OLARAGA → ↑ TEKANAN DARAHOLARAGA → ↑ TEKANAN DARAH

→ ↓ → ↓HAMBATAN (OK Π↑)HAMBATAN (OK Π↑)

CONTOH SOAL POWER JANTUNG :CONTOH SOAL POWER JANTUNG :

BERAPA DAYA (=POWER) JANTUNG DEWASA BERAPA DAYA (=POWER) JANTUNG DEWASA JIKA TEKANAN DAN RATA-RATA=100 mmHg JIKA TEKANAN DAN RATA-RATA=100 mmHg DAN DEBIT ALIRAN DARAH 0,83. 10DAN DEBIT ALIRAN DARAH 0,83. 10-4-4mm33/s/s

  

JAWABAN: JAWABAN:

p = 100mmHg = 1,3.10p = 100mmHg = 1,3.1044N.mN.m-2-2

POWER (DAYA)= p .V →DAYA =(1,3.10POWER (DAYA)= p .V →DAYA =(1,3.1044N.mN.m-2-2) ) (0,83.10(0,83.10-4-4mm33.s).s)

DAYA = 1,1. N.m.SDAYA = 1,1. N.m.S-1 -1 =1,1 W=1,1 W

TERIMA KASIHTERIMA KASIH