MATERI KULIAH I by anamaulida

VIEWS: 6,007 PAGES: 19

									   MATERI KULIAH I
FISIKA KESEHATAN
      Tanggal 6 Maret 2010

       Oleh :
   SAMSUDIN, S.Psi
Rumpun-rumpun Ilmu
Pengetahuan
                        Ilmu Pengetahuan
                              Alam


                   Fisika             Biologi
             (makhluk tak hidup)   (makhluk hidup)




       Matematika Sebagai Alat Bantu
      Matematika menjadi alat bantu untuk menyelesaikan berbagai persoalan
       fisika. Menyelesaikan berbagai persamaan gerak tubuh, aliran darah,
       proses detak jantung, proses interaksi antar sel-sel tubuh, dilakukan
       dengan menggunakan alat bantu teknis perumusan matematis yang
       relevan. Pemahaman matematika yang baik sangat membantu untuk
       menyelesaikan berbagai permasalahan kesehatan dengan sempurna.
Hubungan ilmu fisika sebagai dasar
dan ilmu kebidanan sebagai ilmu
terapan
    Ilmu fisika kesehatan atau disebut dengan medical physics adalah
     ilmu yang menggabungkan dua bidang kajian yang sangat luas,
     yaitu : ilmu fisika dan ilmu kesehatan serta keterkaitannya.
    Fisika kesehatan mengacu pada dua bidang kajian utama, yaitu:
      1. Penerapan fungsi ilmu fisika pada tubuh manusia dan
         penerapannya untuk mengatasi penyakit yang dialami oleh
         tubuh. Bagian ini sering disebut physics of physiology
      2. Penerapan ilmu fisika pada kegiatan teknik pemeriksaan
         medis. Bagian ini melibatkan seluruh pemahaman tentang
         konsep dasar dan cara kerja instrumen-instrumen (peralatan)
         kedokteran yang digunakan untuk mendiagnosa para pasien.
    Kedua bidang kajian tersebut menjadi sangat penting untuk
     menjaga (bagian yang pertama) kesehatan dan (bagian yang
     kedua) untuk mengatasi atau menyembuhkan tubuh bila telah
     terserang penyakit.
Lanjutan

 Contoh penerapan antara
  lain adalah : Mengukur
  temperatur tubuh,
  mengukur tinggi badan,
  mengukur detak jantung,
  mengukur denyut aliran
                            Pengukuran temperatur dahi
  darah.                    seorang anak dengan
                            menggunakan termometer elektrik.
                            Sisipan, termometer air raksa.
BIOMEKANIKA
 Pengertian Biomekanika :
  Biomekanika didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari
  tentang gerak tubuh, gaya-gaya penyebabnya dan sifat-sifat
  gerak itu
 Dalam melaksanakan aktifitas sehari-hari, kita banyak
  melakukan gerakan yang oleh karena itu perlu dipahami
  dengan baik agar dalam hubungannya dengan kesehatan
  dapat menjaga tubuh menjadi tetap sehat-segar. Untuk
  menganalisa berbagai gerak yang ada di alam semesta, kita
  membutuhkan pemahaman tentang hukum-hukum gerak
  yang pertama kali diuraikan oleh Isaac Newton (Inggris, 1642
  – 1727).
 Newton memberikan tiga hukum dalam menelaah gerak yaitu
  Hukum Newton pertama; Hukum Newton kedua; Hukum
  Newton ketiga. Namun sebelum kita mengkaji satu persatu
  hukum tersebut, kita terlebih dahulu membicarakan tentang
  persoalan analisis vector karena pemahaman tentang vector
  mutlak dibutuhkan untuk menerapkan hukum-hukum Newton.
Analisis Vektor
Pengertian Besaran Vektor :
Suatu besaran yang memiliki nilai dan arah.
Pada bidang kesehatan kita sering berhadapan dengan
besaran seperti: gaya, kecepatan, tekanan dan torki
(momen kopel), yang seluruhnya adalah besaran
vector.
Pemahaman      yang     baik  pada    penjumlahan,
pengurangan, perkalian dan pembagian besaran vector
menjadi syarat mutlak untuk mengerti dengan baik
berbagai tugas yang berkaitan dengan gerak pada
bidang kesehatan.
Penjumlahan dan Pengurangan Vektor

Penjumlahan Vektor

                     Rumus Penjumlahan Vektor


                           F3 = F1 + F2




Pengurangan Vektor
                     Rumus Pengurangan Vektor

                          F4 = F1 + (-F2)
                             = F1 - F2
Perkalian Vektor

Perkalian Vektor
          F1                  Rumus Perkalian Vektor


   α                           F1.F2 = F1F2 cos α
               F2


 Gambar dua buah vector dengan arah yang berbeda
 dengan sudut apit α.
HUKUM NEWTON PERTAMA
(hukum inersia = hukum kelembaman)

 “Setiap benda akan tetap berada dalam keadaan
  diam atau bergerak lurus beraturan kecuali jika ia
  dipaksa untuk mengubah keadaan itu oleh gaya-
  gaya yang berpengaruh padanya ”


 Jika jumlah (resultan) gaya-gaya yang bekerja pada suatu
 benda adalah nol, maka benda tersebut akan berada
 dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan
 dengan percepatan nol.
 Dapat dirumuskan : ΣF = 0

 Hukum Newton pertama ini dipakai untuk
 mengukur suatu pengamatan
Contoh Penerapan Hukum Newton pertama
(pengukuran massa anak dengan suatu
timbangan pegas)
Perhatikan gambar di mana seorang anak balita sedang diukur
 berat badannya. Pada saat anak ditimbang, pada anak bekerja
 gaya berat W yang disebabkan oleh percepatan gravitasi bumi
 g. Pada saat dalam keadaan setimbang, anak bayi tidak
 bergerak-gerak, maka gaya berat W akan sama dengan
 tegangan tali T. Tegangan tali T akan terukur pada angka yang
 ditunjukkan oleh timbangan. Pada keadaan setimbang ini
 (keadaan diam) hukum pertama Newton dapat digunakan :
 ΣF=0
 Arti perumusan di atas adalah, jumlah (resultan) gaya-gaya
 yang bekerja pada bayi adalah sama dengan nol. Gaya-gaya
 yang bekerja pada bayi adalah T (bernilai positif karena
 arahnya ke atas) dan W (bernilai negatif karena arahnya ke
 bawah). Jadi syarat kesetimbangan menghasilkan :
 T + (-W) = 0
 T-W=0
 T=W
 T=m.g
Jika massa bayi 10 kg dan besar percepatan gravitasi 9,8
 m/dt2, jadi berat bayi adalah :
 T = 10 kg x 9,8 m/dt2
 T = 98 N
HUKUM NEWTON KEDUA
“ Apabila ada gaya yang bekerja pada
suatu benda maka benda akan
mengalami suatu percepatan yang
arahnya sama dengan arah gaya”

                  F=m.a
 Keterangan :
 F = gaya (N) ; 1 N = I Kg m/dt2
 m = massa benda (kg)
 a = percepatan (m/dt2)
Contoh Penerapan Hukum Newton kedua
(perawat mendorong pasien yang ditidurkan
diatas sebuah strecher)
 Perhatikan gambar dimana seorang
  perawat sedang mendorong seorang
  pasien yang ditidurkan di atas sebuah
  strecher dengan gaya F. Oleh karena
  gaya F tersebut, strecher menjadi
  bergerak dengan percepatan a. Pada
  kasus ini keadaan pasien yang
  didorong adalah bergerak dengan
  percepatan a. Untuk menganalisanya
                                          Jika massa pasien 50 kg dan
  kita menerapkan hukum Newton
                                          massa strecher 25 kg dan gaya
  kedua                                   yang diberikan oleh perawat
 ΣF = m . a                              adalah 15 N, maka percepatan
 Karena gaya yang bekerja pada           gerak strecher adalah :
  strecher hanyalah gaya F, maka          a = F/m
                                          = 15 N / (50 + 25) kg
  dapatlah langsung ditulis seperti :
                                          = 0,2 m/dt2.
 F=m.a
HUKUM NEWTON KETIGA

  “ Untuk setiap aksi, selalu ada reaksi
  yang arahnya berlawanan”

                R

               A
                                      R
                    B
                                      F
               F
Pengaruh Tekanan Dalam
Ilmu Kebidanan
  Tekanan (disimbolkan dengan huruf P) didefinisikan
   sebagai gaya per satuan luas. Satuannya adalah
   N/m2, yang di dalam sistim satuan SI dinyatakan
   dengan Pascal atau Pa. Di dalam dunia medis satuan
   tekanan dinyatakan dalam millimeter mercuri atau
   disingkat dengan mmHg. Tekanan atmosfer lingkungan
   kita adalah 760 mmHg. Atmosfer memiliki tekanan
   sebesar 1 atm (atm adalah singkatan dari atmosfer).
   Jadi 1 atm = 760 mmHg. Karena kita hidup di
   lingkungan atmosfer, maka pengukuran tekanan
   apapun dihitung relatif terhadap tekanan atmosfer.
Lanjutan
  Ada sejumlah tempat di dalam tubuh yang tekanannya
   relatif lebih kecil dari tekanan atmosfer (atau bernilai
   negatif). Sebagai contoh, ketika kita bernafas (menarik
   nafas), tekanan di dalam paru-paru kita harus lebih
   kecil dari tekanan udara luar (atmosfer) agar supaya
   udara di lingkungan kita dapat mengalir ke dalam paru-
   paru. Ketika seseorang minum air dari sebuah gelas
   dengan menggunakan sedotan, tekanan di dalam
   mulutnya harus jauh lebih kecil dari tekanan atmosfer
   di sekitar gelas agar air di dalam gelas tersebut dapat
   mengalir ke dalam mulut.
Lanjutan
  Di dalam tubuh kita, jantung berperan sebagai sebuah pompa
   yang dapat menghasilkan tekanan yang betul-betul tinggi (~100
   sampai 140 mmHg) untuk menghasilkan gaya dorong yang besar
   agar darah dapat didorong mengalir dari paru-paru ke seluruh
   tubuh melalui arteri. Darah yang telah dialirkan ke seluruh tubuh
   akan dialirkan kembali ke paru-paru melalui venous (pembuluh
   darah), oleh karena itu tekanan pada venous harus betul-betul
   cukup kecil agar darah (khususnya pada bagian tubuh yang paling
   bawah seperti kaki) dapat disedot kembali ke dalam jantung.
   Kegagalan dalam menyedot kembali darah yang telah dialirkan ke
   wilayah kaki ini sering menghasilkan pembengkakan pada
   pembuluh darah (veins).
Tekanan Pada Sistem
Pencernaan
    Sistim pencernaan memiliki pintu masukan, yaitu melalui mulut dan menuju ke
     persambungan antara kerongkongan dan lambung (stomach-esophagus junction),
     dan pintu pengeluaran melalui anus (anal sphincter). Panjang sistim pencernaan
     manusia dari mulut sampai anus lebih kurang 6 m. Sistim pencernaan dilengkapi
     dengan katub-katub (valves) yang berperan sebagai pembuka dan penutup
     sehingga sistem pencernaan berproses dengan sempurna. Katub di dalam usus
     berperan untuk meratakan penyaluran (pengaliran) makanan di dalamnya. Katub-
     katub terdapat pada antara lambung dan usus kecil (pylorus; yang berperan untuk
     menghidari aliran makanan dari usus kecil kembali ke lambung) dan antara usus
     kecil dan usus besar (valve between small and large intestine). Pada beberapa
     kejadian aliran penyaluran terbalik dapat saja terjadi, seperti pada saat muntah,
     aliran makanan berbalik dari yang normalnya.
    Tekanan di dalam lambung dan usus (bagian-bagian dari sistim pencernaan) lebih
     besar dari pada tekanan atmosfer. Makanan yang dimakan (setelah kenyang)
     meningkatkan tekanan pada sistim pencernaan. Pertambahan tekanan ini ditandai
     dengan semakin tegangnya kulit perut. Di samping itu, pada saat makan biasanya
     udara yang sempat dihirup melalui pernafasan tertahan dan terjebak di dalam
     tubuh. Udara yang terjebak ini menambah tekanan secara signifikan pada sistim
     pencernaan. Tekanan di dalam sistim pencernaan dapat juga dibangkitkan oleh
     gas-gas yang dihasilkan oleh bakteri-bakteri yang terdapat di dalam usus. Gas-gas
     ini umumnya dikeluarkan dalam bentuk kentut (flatus).
Tekanan di dalam Kandung
Kemih
  Satu dari tekanan internal tubuh yang juga sangat
   penting adalah tekanan yang terjadi pada kandung
   kemih (bladder). Peningkatan tekanan yang terjadi
   pada kandung kemih adalah akibat adanya akumulasi
   (pertambahan terus menerus) volume air kencing
   (urine). Untuk orang dewasa volume maksimum
   kandung kemih adalah 500 ml dengan tekanan rata-
   rata 30 cmH2O. Jika kontraksi dinding kandung kemih
   terjadi, tekanan ini dapat ditingkatkan sampai
   mencapai 150 cmH2O. Untuk orang penderita prostatic
   (saluran kandung kemihnya tersumbat), tekanan
   kandung kemihnya dapat mencapai lebih 100 cmH2O.
 Sistem pengukuran langsung
 tekanan cairan di dalam kandung
 kemih.
 Tekanan di dalam kandung kemih dapat
  diukur dengan memasukkan suatu catheter
  yang dilengkapi dengan sensor tekanan ke
  dalam kandung kemih melalui urethra
  (saluran keluar urine). Tekanan pada
  kandung kemih dapat bertambah pada saat
  batuk, saat duduk dan pada saat dalam
  keadaan tegang.

 Khusus untuk wanita hamil, tekanan pada
  kandung kemihnya akan bertambah
  dengan bertambah beratnya janin yang
  dikandung dan biasanya oleh karena itu ia
  sering buang air kecil.

								
To top