FISIKA PENYELAMANSaraswati Qonitah Thifal121 0211 134

Tutorial D2

PHYSICAL LAW OF DIVING ENVIRONMENT

• Pressure• BOYLE’S LAW• CHARLES’ LAW• DALTON’S LAW• HENRY’S LAW• ARCHIMIDES’ LAW• HEAT TRANSFER• LIGHT REFRACTION• SOUND TRANSMITTED

TEKANAN (PRESSURE)

TEKANAN

TEKANAN ATMOSFER

TEKANAN AIR

TEKANAN ABSOLUT

TEKANAN AIR• Sinonim: gauge pressure /

water pressure• a/ tekanan karena berat air di

permukaan tubuh• Tekanan ini naik secara linier

sesuai dgn kedalaman menyelam

Pw = ρ.g.D

Pw = water pressureρ = density of waterg = percepatan gravitasiD = diver’s depth

TEKANAN ABSOLUT• a/ jumlah dari tekanan air

ditambah tekanan atmosfer• Tekanan atmosfer dapat

dianggap 1 atm atau 760 mmHg

• Bila penyelaman dilakukan pada ketinggian digunakan koreksi tekanan atmosfer yang sesuai dgn ketinggian tsb

PB = PW+ PA

PB = tekanan absolutPw = water pressurePA = tekanan atmosfer

PERSAMAAN TEKANAN1 ATMOSPHERE• = 10.08 (10) meters sea water (msw, density 1.025 g/cm3

)• = 33,07 (33) feet sea water (fsw, density 1.025 g/cm3)• = 33.90 (34) feet fresh water (ffw)• = 101.3 kilopascals (kPa)= 0.1013 mega pascals (MPa)• = 1.033 kg/cm2= 14.696 (14.7) lbs/inc2 (PSI)• = 1.013 bars• = 760 millimeters mercury (mmHg, density 13.59 g/cm3) = 760 Torr• = 1ATA

HUKUM-HUKUM GAS

HUKUM-HUKUM GAS

HUKUM BOYLE

HUKUM CHARLES

HUKUM DALTON

HUKUM HENRY

HUKUM-HUKUM GASUdara yang kita hirup

(+) komponen-komponen :

78% N₂

21% O₂

0,93% Ar

0.04% CO₂

Gas-gas mulia (Ne, He, dll)

Gas-gas yang umumnya (+) untuk tujuan penyelaman

Udara (bebas kotoran)

Campuran O₂

Campuran O₂ dan He, kadang-kadang + N₂

HUKUM BOYLE• PERUBAHAN TEKANAN DAN VOLUME

• “Bila temperatur dipertahankan konstan, volume gas berbanding terbalik dengan tekanan”

P1 V1 = P2 V2

P = TekananV = Volume

CONTOH

HUKUM CHARLES• PERUBAHAN SUHU DAN VOLUME

• “Bila tekanan tetap konstan, volume dari sejumlah gas tertentu berbanding lurus dengan suhu absolut”

V = VolumeT = Suhu

HUKUM DALTON• TEKANAN PARSIAL DARI CAMPURAN GAS

• “Jumlah tekanan dari suatu gas campuran adalah jumlah dari tekanan parsial dari tiap gas yang membentuk campuran tersebut”

Ptotal = P1 + P2 + P3 + … + Pn

Pn = Ptotal x Fraksi gas

• Untuk memperkirakan kedalaman agar tidak (+) keracunan O₂ dan N₂

Selama tekanan secara menyeluruh ↑↑ tekanan parsial dari tiap gas akan ↑↑

Karena udaraadalah suatu campuran yang berisi +/- 80% N₂ dan20% O₂, maka udara di permukaan terdiri dari :

HUKUM HENRY• LARUTAN GAS DAN CAIRAN

• “Pada suhu tertentu jumlah gas yang terlarut di dalam suatu cairan berbanding lurus dengan tekanan parsial dari gas tersebut di atas cairan”

Pengaruh fisiologis dari hukum ini terhadap penyelam berlaku untuk

penyakit dekompresi, keracunan gas dan pembiusan gas lembam

(Inert Gas Narcosis)

Bila tekanan yang (+)

dalam larutan terlarut

cepat berkurang

Gas akan keluar dari larutan

(+) gelembung-gelembung

(+) menyumbat P.D. dan

merusak jaringan

Aplikasi :

Hal inilah yang mengharuskan kita untuk naik ke permukaan dengan sangat

perlahan agar gas yang larut tidak berubah menjadi gelembung Adanya

decompression stop

HUKUM ARCHIMEDES (BUOYANCY)

• DAYA APUNG

• “Setiap benda yang dibenamkan seluruhnya atau sebagian ke dalam cairan dapat mengapung yang disebabkan oleh suatu tenaga seberat bobot cairan yang digantikan oleh benda tersebut”

• Semakin padat cairan itu, semakin besar daya apungnya

• Jika berat penyelam < berat air yang digantikan mengapung di permukaan positive buoyancy (daya apung positif) sulit untuk turun

• Jika berat penyelam > berat air yang digantikan mengapung di permukaan negative buoyancy (daya apung negatif) membantu saat turun, sulit untuk naik

SUHU• Semua perairan bersuhu lebih dingin dari pada suhu tubuh normal (37'C atau 98'F) dan karenanya seorang penyelam akan kehilangan panas tubuhnya ke air karena faktor konduksi

• Suhu air makin berkurang secara nyata bersamaan dengan bertambahnya kedalaman. Perubahan suhu mulai terjadi setelah 10 meter pertama disebabkan oleh karena hilangnya sebagian besar panas matahari di kedalaman

PENGLIHATAN DAN CAHAYA

Tanpa bantuan

terdapat perbedaan dalam pembiasan sinar di bawah

air

Penglihatan buruk

Dgn bantuan (pakai face

mask)

Terdapat lapisan udara antara mata dengan air

Perbaiki penglihatan

Benda terlihat > dekat (jarak palsu)

Penyelam yang daya lihat kurang, jadi sedikit

meningkat

SUARA Kenapa di bawah air sulit mendengar?

Kecepatan suara di bawah air 4x lebih cepat

Suara di udara cepat kehilangan energi bila dipancarkan dalam air

Di dalam air sulit mendengar suara

yang dibuat di udara

Tekanan air

Membran tymphani kehilangan elastisitas & kemampuan fungsinya

Konduksi suara berkurang

Pendengaran berkurang di bawah air

EFISIENSI GERAK

Karena kerapatan air lebih besar dari pada udara, maka tahanan yang dialami oleh tubuh pada saat bergerak akan menjadi lebih besar pula. Maka gerakan kita di air menjadi lebih lamban. Pergerakan yang tidak teratur hanya akan menghabiskan energi saja. Saat bergerak di dalam air sebaiknya bergerak secara perlahan dan stabil. Bergerak secara horisontal akan mengurangi tahanan & kita akan dapat bergerak lebih cepat.