Aliran dan Tekanan Darah

Pada sistem peredaran darah, darah dapat diedarkan ke seluruh tubuh karena terdapat tekanan yang mendorong darah dalam pembuluh darah. Tekanan darah ini diperoleh dari proses pemompaan oleh jantung. Dalam proses ini berlaku hukum fisika, yaitu Hukum Archimedes dan Hukum Pascal.

Hukum Archimedes

Ketika suatu benda dimasukkan ke dalam air, berat benda tersebut seolah-olah berkurang. Tetapi bukan berarti ada massa benda yang hilang. Hal ini disebabkan oleh suatu gaya yang mendorong benda tersebut, yang arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Fenomena ini dipelajari oleh Archimedes yang kemudian melahirkan Hukum Archimedes.

Hukum Archimedes menyatakan, "Jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda tersebut akan mendapat tekanan ke atas yang sama besar dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut". Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur di dalam air daripada di udara karena di dalam air benda akan mendapat gaya ke atas. Sementara di udara, benda memiliki berat sesungguhnya.

Berat benda di udara diperoleh dengan mengalikan massa benda (m) dengan gravitasi bumi (g):

Wbu = m x g

Ketika benda berada di dalam air.

Wba = Wbu - Fa
Fa    = Wbu - Wba

Keterangan:

Wbu = berat benda di udara ( Newton)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (10 ms-2)
Wba    = berat benda di air (Newton)

Jika Fa adalah gaya apung atau gaya angkat ke atas, maka besarnya gaya apung ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

Fa = ρ x g x v

Keterangan:
Fa   = gaya apung (N)
ρ = massa jenis air (kg/m3)
g     = percepatan gravitasi (ms-2)
v     = volume benda tercelup (m3)

Hukum Pascal

Blaise Pascal (1623-1662) adalah ilmuwan asal Prancis. Ia mengemukakan suatu hukum yang berlaku untuk zat cair yang berada di dalam ruangan tertutup. Hukum tersebut, yang dikenal sebagai Hukum Pascal, menyatakan bahwa “Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruangan tertutup diteruskan ke segala arah dan sama besar”.

Prinsip kerja Hukum Pascal dapat ditunjukkan pada gambar berikut.

Prinsip Hukum Pascal ini diterapkan pada alat-alat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, di antaranya dongkrak hidrolik, mesin hidrolik pengangkat mobil, dan rem hidrolik.

Dongkrak hidrolik prinsip kerjanya seperti gambar di atas. Jika penampang dengan luas A1 diberi gaya F1, maka tekanannya (P1) dapat dirumuskan sebagai berikut.

Tekanan (P1) tersebut diteruskan sama besar ke segala arah, termasuk ke luas penampang A2. Jika dirumuskan adalah

Secara matematis hukum Pascal dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

P, P1, dan P2 = tekanan (N/m2)
F1, F2 = gaya yang diberikan (Newton)
A1,  A2             = luas penampang (m2)

Tekanan pada pembuluh darah memiliki prinsip kerja seperti hukum Pascal. Karena inilah jika bagian tubuh kita terluka darah akan mengalir keluar dari tubuh. Organ yang memberikan tekanan pada darah sehingga darah dapat mengalir ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah adalah jantung. Saat jantung memompa darah ke pembuluh arteri, tekanan tersebut diberikan.

Dorongan darah pada dinding pembuluh darah ketika darah mengalir melewatinya dikenal sebagai tekanan darah. Pembuluh harus terisi penuh oleh darah agar tekanan darah terjaga. Tekanan darah bisa hilang, misalnya akibat kecelakaan atau penyakit. Akibatnya darah tidak dapat mengalir ke tempat yang diinginkan. Hal ini dapat mengakibatkan sel-sel tubuh mati karena tidak mendapatkan pasokan oksigen dan nutrisi.

Untuk mengatasinya, para tenaga medis biasanya menginjeksikan plasma pada orang yang mengalami pendarahan hebat agar darah dapat mengalir ke tempat yang diinginkan.