Penerapan Ilmu Fisika Dalam Bidang Medis

Apakah Fisika itu?

Fisika atau yang juga dikenal dengan ilmu alam yaitu ilmu yang mempelajari tanda-tanda alam. Fisika bekerjasama dengan pengamatan, pemahaman dan pendugaan atau peramalan fenomena alam termasuk sifat-sifat sistem buatan manusia. Ruang lingkup fisika sangat luas melibatkan matematika dan teori, eksperimen dan observasi, komputasi, material serta teori dan teknologi informasi. Sistem alam yang dipelajari mulai dari yang paling kecil menyerupai elektron dan quark hingga yang amat besar menyerupai tata surya bahkan jagad raya ini. Hasil kajian fisika ini berupa rumus dan aturan fisika atau dalam bahasa awamnya disebut aturan alam yang kita yakini sebagai aturan Tuhan atau dalam bahasa religius disebut sebagai ayat- ayat Tuhan.

Ide-ide dan metode-metode fisika juga mendorong kemajuan disiplin ilmu lain menyerupai kimia, komputer, elektronik dan instrumentasi, ilmu kemetodean, ilmu bahan, matematika dan statistika, kedokteran dan ilmu-ilmu hayati, meteorologi, dan lain-lain. Fisika yaitu disiplin ilmu yang mencakup beberapa aspek aspek teoritis maupun mudah yang berevolusi secara kontinu. Fisika dicirikan oleh gagasan bahwa sebuah sistem sanggup difahami dengan mengidentifikasi beberapa bemasukan kunci menyerupai energi dan momentum (pusa) dan prinsip-prinsip universal yang berkaitan. Bagian yang menarikdanunik dari fisika yaitu bahwa prinsip-prinsip universal itu relatif tidak banyak dan sanggup berlaku untuk seluruh sains tidak terbatas pada fisika.

Fisika yaitu ilmu pengetahuan empiris. Ketrampilan dan metode yang dipakai yaitu kepingan integral dari fisika. Tes selesai validitas setiap teori yaitu apakah teori tersebut cocok dengan eksperimen. Banyak penemuan-penemuan penting yang dibentuk sebagai hasil dari pengembangan suatu metode eksperimen baru. Sebagai contoh, metode yang dikembangkan untuk mencairkan gas helium secara berurutan mengarah pada inovasi yang sama sekali tak terduga tentang superkonduktivitas, superfluiditas dan seluruh bidang fisika temperatur rendah. Instrumen yang dikembangkan di bidang fisika sanggup diterapkan di cabang ilmu pengetahuan lain.

Sebagai contoh, radiasi elektromagnet yang dipancarkan oleh mesin pemercepat elektron yang tiruanla dirancang untuk mempelajari partikel elementer, kini dipakai untuk mempelajari sifat-sifat materi di dalam ilmu kemetodean, biologi, dan kedokteran. Kemajuan di dalam fisika memerlukan suatu imaginasi dan kreativitas. Hal ini kebanyakan ialah hasil kerjasama antar fisikawan dengan ilmuwan banyak sekali latar belakang yang tidak sama dan sanggup juga melibatkan pertukaran inspirasi dan metode-metode dengan ilmuwan dari luar fisika. Di dalam fisika sendiri terdapat tiga kelompok besar kegiatan yaitu eksperimental, komputasional dan teoritikal, walaupun ada yang memperluas lagi dengan fisika terapan dan lain sebagainya.

Memahami Secara Fisika Hubungan Stroke, Tekanan Darah, dan Kerja Jantung

Stroke sanggup disebabkan oleh pembuluh darah otak yang pecah jawaban tidak berpengaruh menahan tekanan darah yang sangat tinggi. Stroke sangat ditakuti setiap orang lantaran jawaban yang ditimbulkan sangat mengerikan, mulai dari kelumpuhan sebagian organ, koma hingga kepada kematian. Oleh lantaran itu banyak upaya dilakukan orang untuk menjaga tekanan darahnya supaya tetap normal atau paling tidak tidakboleh terlalu jauh di atas normal.

Baca Juga

Salah satu biang keladi penyebab tekanan darah tinggi yaitu penyempitan pembuluh darah lantaran pengendapan kolesterol di dinding pembuluh darah. Lantas apa hubungannya penyempitan pembuluh darah dengan tekanan darah? Hukum Poiseuille dalam fisika menerangkan kekerabatan antara debit cairan Q, yaitu volume cairan yang mengalir tiap detik, kekentalan cairan η .panjang susukan l, radius susukan r dan beda tekanan ujung-ujung susukan P sebagai Q = (π Pr ⁴ )/(8 η l ) (Burns dan MacDonald, 1975).

Untuk menjaga kondisi setiap sel dalam tubuh tetap sehat dibutuhkan pasokan gizi dan oksigen yang dibawa oleh darah dalam jumlah yang cukup. Oleh lantaran itu debit anutan darah Q dijaga tetap.

Tubuh kita secara alamiah akan melaksanakan itu. Jika kekentalan darah η tidak berubah, demikian juga panjang pembuluh darah l maka dikala radius pembuluh darah r mengecil lantaran mengalami penyempitan, dari rumus tadi kelihatan bahwa tekanan darah P akan naik.

Bagaimana kerja obat penurun tekanan darah? Rumus di muka menyampaikan bahwa supaya tekanan P turun, pembuluh darah harus dilebarkan (r membesar) atau darah dicairkan (η mengecil) atau dua- duanya dilakukan. Semuanya tentu mempunyai imbas samping, oleh lantaran itu penerapan obat harus di bawah pengawasan dokter.

Ketika berolahraga atau melaksanakan kegiatan fisik lain yang berlebih mengapa tekanan darah kita bertambah? Untuk melaksanakan kegiatan dibutuhkan energi. Energi ini sanggup berasal dari pembakaran sumber energi yang dibawa oleh makanan atau dari energi yang tersimpan di dalam lemak tubuh. Proses pembakaran ini memerlukan pasokan oksigen pelengkap melalui anutan darah. Kaprikornus dikala berolah raga, debit anutan darah Q bertambah (detak jantung bertambah cepat) untuk menambah pasokan oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran tadi. Dari rumus di muka juga sanggup dilihat kalau debit Q bertambah akan menyebabkan tekanan darah P juga bertambah. Oleh lantaran itu bagi orang usia lanjut dimasukankan spesialuntuk melaksanakan olah raga enteng saja untuk menjaga kebugaran tubuhnya, disamping untuk menghindari kenaikan tekanan darah juga menghindari pelengkap beban kerja jantung.

Jika hasil investigasi kolesterol cukup tinggi tetapi tekanan darahnya normal, apakah kondisi ini cukup aman? Mungkin kondusif dalam arti tidak akan ada serangan stroke. Tetapi marilah kita lihat rumus di muka tadi. Kandungan kolesterol darah cukup tinggi hampir dipastikan penyempitan pembuluh darah sudah terjadi. Karena tekanan darah P tidak berubah sementara jari-jari pembuluh darah mengecil, itu lantaran debit Q yang menurun. Debit darah yang menurun sanggup disebabkan oleh frekuensi detak jantung yang melemah atau volume pemompaan darah yang berkurang. Ini berarti sudah terjadi ketidak normalan pada jantung. Penurunan debit darah dalam jangka panjang tentunya akan menurunkan kinerja organ tubuh sebagai jawaban dari pasokan nutrisi dan oksigen yang tidak cukup.

Jika kinerja paru-paru dan/atau jantung sudah menurun tidakboleh melaksanakan kegiatan fisik yang berat. Paru-paru berfungsi mengambil oksigen dari udara dan mengeluarkan sisa pembakaran ke udara. Jantung berfungsi memompa darah supaya pemmembuangan sisa pembakaran dan pengambilan oksigen serta pendistribusiannya ke seluruh tubuh berjalan dengan baik. Ketika ada pelengkap kegiatan yang cukup berat dibutuhkan pelengkap pasokan oksigen. Oleh lantaran itu paru-paru harus bekerja ekstra dengan pernafasan yang semakin cepat terengah- engah, jantung memompa dengan frekuensi yang semakin tinggi.

Bahaya muncul dikala dengan kerja ekstra yang dilakukan kedua organ penting tadi pasokan oksigen tetap tidak mencukupi kebutuhan. Secara keseluruhan pasokan oksigen keseluruh tubuh akan berkurang. Jika oksigen yang dipasok ke otak mencapai level di bawah jumlah minimum yang dibutuhkan sanggup menyebabkan kerusakan sel-sel otak. Gejala yang dirasakan sanggup berupa pandangan kabur/kunang- kunang, pingsan, kelumpuhan, koma hingga kepada kematian.

Tinjauan Secara Fisika Tentang Berat Badan yang Berlebih

Walaupun tercatat sebagai pencetak gol terbanyak hingga di pertandingan perdelapan piala dunia 2006, Ronaldo menerima banyak Koreksian bahkan umpatan setelah penampilan pertamanya dalam tim sepak bola Brazil melawan Kroasia dalam putaran final piala dunia 2006. Ronaldo dinilai malas bergerak, kalau bergerakpun amatlah lamban. Banyak orang menengarai menurunnya kegesitan Ronaldo ini dimulai semenjak tubuhnya mengembang. Lantas apa hubungannya berat tubuh yang terlalu besar dengan kelabubanan gerakannya?

Bergeraklah supaya kalori terbakar, demikianlah kesimpulan dari suatu penelitian untuk menjaga berat badan. Para peneliti di Mayo Clinic Amerika Serikat merasa penamasukan mengapa orang yang berat badannya berlebih susah menjadi langsing, sementara orang yang langsing bentuk badannya tidak berubah.

Hasil penelitian pertanda bahwa ada perbedaan kegiatan yang mencolok antara orang gemuk dan orang kurus. Mereka yang berbadan besar cenderung duduk-duduk saja sementara yang kurus terus bergerak.

Energi yang dibutuhkan untuk kegiatan mondar-mandir diukur dan besarnya mencapai 350 kalori sehari yang cukup untuk mengkremasi lemak tubuh 13 hingga 18 kg setiap tahunnya (Kompas, 2 Juni 2005). Ada dua kesimpulan yang menyesatkan dalam penelitian tersebut. Yang pertama bahwa orang kegemukan atau berat badannya berlebih disebabkan oleh lantaran kurang kegiatan geraknya. Ini berperihalan dengan aturan I Newton yang dikenal juga dengan aturan kelembaman. Hukum ini menyatakan bahwa intinya setiap benda mempunyai sifat kelembaman yaitu sifat mempertahankan keadaan geraknya. Benda yang tiruanla rehat (tidak bergerak) mempertahankan keadaannya tetap rehat (Halliday et al., 1997).

Untuk mengubahnya menjadi bergerak dibutuhkan usaha. Dalam hal gerak manusia, perjuangan tersebut dilakukan dengan mengambil energi dari kalori yang dibawa oleh asupan makanan atau dari pembakaran lemak tubuh. Sifat kelembaman ini dibawa oleh bemasukan fisika massa (berat sama dengan massa dikalikan dengan percepatan gravitasi). Maksudnya yaitu semakin besar massa benda (tentunya juga beratnya) semakin lembam benda tersebut yang berarti semakin sukar diubah keadaan geraknya atau semakin malas mengubah keadaan geraknya. Orang yang gemuk memerlukan perjuangan (berarti juga energi) yang lebih besar dibandingkan dengan orang kurus untuk mengubah keadaan rehat menjadi bergerak dengan laju yang sama. Hal inilah yang menyebabkan kemalasan beraktivitas bagi orang yang berat badannya berlebih. Kaprikornus kegemukan itu sebagai penyebab malas beraktivitas bukan sebaliknya.

Kesimpulan kedua yang tidak sepenuhnya benar yaitu bahwa untuk menjaga berat tubuh atau bahkan menurunkan berat tubuh cukup dengan memperbanyak aktivitas. Memang benar untuk melaksanakan kegiatan dibutuhkan energi yang diperoleh dari asupan makanan setiap harinya, persoalannya yaitu kalau asupan energi lewat makanan kita jauh lebih besar daripada energi yang dibutuhkan untuk beraktivitas maka akan selalu ada kelebihan energi. Disini berlaku aturan keabadian energi. Lantas dikemanakan kelebihan energi tadi?

Energi yang berlebih akan disimpan dalam tubuh sebagai lemak tubuh. Kaprikornus walaupun aktivitasnya ditingkatkan tetapi asupan energi lewat makanan juga ditambah maka tujuan menurunkan berat tubuh tidak akan tercapai bahkan hasil sebaliknya yaitu peningkatan berat tubuh yang diperoleh. Kaprikornus menjaga atau mengatur berat tubuh yang efektif yaitu melalui pengaturan pola makan (diet). Jika menginginkan berat tubuh yang tetap/stabil tentunya antara asupan energi (lewat makan) dan energi yang dibutuhkan untuk beraktivitas harus seimbang, sedang kalau penurunan berat tubuh yang diinginkan, asupan energinya harus lebih kecil daripada energi yang dibutuhkan untuk beraktivitas. Sering kita dengar keluhan dari orang yang berbadan rindang (biasanya wanita) yang menyampaikan mereka tidak pernah sarapan pagi dan makan malam tetapi berat badannya meningkat terus. Menurut fisika hal ini mustahil lantaran melawan kaedah keabadian energi. Mereka lupa bahwa sarapan dan makan malamnya sudah diganti dengan cemilan yang meskipun volumenya kecil tetapi kandungan energinya jauh lebih banyak dari porsi makan pagi dan malamnya tersebut.

Besar energi untuk melaksanakan kegiatan tubuh minimum menyerupai bernafas, memompa darah, metabolisme dimana tubuh dalam keadaan istirahat total disebut Basal Metabolic Rate (BMR) yang nilainya sekitar 90 kcal/jam atau sekitar 2200 kcal per hari (Cameron dan Skofronick, 1978). Seperti disebutkan sebelumnya mengatur berat tubuh paling efektif yaitu dengan pengaturan pola makan. Sebagai contoh, seseorang ingin mengurangi lemak tubuh seberat 4,54 kg. Kandungan kalori tiap gram lemak yaitu 9,3 kcal maka 4,54 kg lemak mengandung 4,54 kg x 9,3 kcal/gram = 4,2 x 10 4 kcal. Bersepeda di jalan datar dengan laju 21,3 km/jam menghabiskan energi sebesar 1198,75 kcal/jam. Untuk menurunkan berat tubuh dengan cara bersepeda menyerupai itu dibutuhkan waktu 4,2 x 10 4 kcal dibagi 1198,75 kcal/jam = 35 jam, dengan ketentuan pola makan tidak berubah dari sebelumnya, hal ini sukar dilakukan. melaluiataubersamaini mengubah diet dari 2500 kcal perhari menjadi 2000 kcal perhari atau mengurangi konsumsi makan sebesar 1/5 setiap hari dibutuhkan waktu 4,2 x 10 4 kcal dibagi 500 kcal/hari = 84 hari. Yang terakhir ini lebih mudah dilaksanakan. Umat muslim selama bulan mulia asupan energinya berkurang hingga 1/3 bahkan lebih oleh lantaran itu terjadi penurunan berat tubuh antara 3 hingga 5 kg setelah puasa berakhir.