FISIKA PENYELAMAN

Desti121-028

Ada bbrp faktor yang mempengaruhi penyelaman. Diantara faktor-faktor tersebut adalah:

- Tekanan air- Gaya apung- Temperatur air- Viskositas air- Gelombang suara- Pancaran cahaya- pengaruh visuil dan isyarat proprioseptif

TEKANAN Adalah f. Lingkungan yang paling penting

yang mempengaruhi penyelam Tekanan berbanding lurus dengan kedalaman

penyelam Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan

luas : Newton per meter persegi

Konversi unit tekanan1 atm = 14.692 psi= 1.0332 kg/cm2= 760 mmHg (berat jenis 13.39 g/cm3)= 760 Torr= 1033 cmH20 (berat jenis 1.0 g/cm3)= 33.07 fsw (berat jenis 1.025 g/cm3)= 10.08 msw (berat jenis 1.025 g/cm3)= 1.013 bars= 101.33 kilo Pascals (K Pa)

Tekanan pada penyelam mempunyai 2 unsur : Tekanan karena air itu sendiri Tekanan karena atmosfir di atas air

Tekanan atmosfirPA (pressure atmosfir) terbentuk karena berat

atmosfir pada permukaan tubuh.Bervariasi sesuai dengan ketinggian diatas

permukaan laut dan kondisi cuaca lokalUntuk menyelam di laut, tek. Atmosfir

biasanya dianggap konstan dan sama dengan 760 mmHg (1 atm)

Tekanan airPressure wate (PW) disebut juga tekanan meteran

(“gauge”) adalah tekanan karena berat dari air diatas permukaan tubuh

Tekanan meningkat seiring meningkatnya kedalamanMerupakan perkalian dari berat jenis air dengan

kedalaman linier penyelam dibawah permukaan air

PW : tek air; P : berat jenis air; D : kedalaman penyelam

PW = P x D

ConsoBerapa tekanan air dalam kg/cm2 pada

penyelam 10 m dibawah permukaan?Jawab :Rata-rata berat jenis air laut adalah :1.025 g/cm3 atau 0.001025 kg/cm310 m = 1000 cmMakaPW = 0.001025 kg/cm3 x 1000 cm

= 1.025 kg/cm2

Rumus umum Untuk menghitung tekanan air dalam atmosfir

bila kedalaman diberikan dalam feat sea water (fsw)

Untuk menghitung tekanan air dalam atmosfir bila kedalaman diberikan dalam meter sea water (msw)

PW = D33.07

PW = D10.08

Untuk menghitung tekanan air dalam pounds per inci persegi (psi) bila kedalaman (D) diberikan dalam feet sea water (fsw)

oleh karena 33.07 fsw = 1 atm =14.692

1 fsw = 14.692 =0.444 psi

33.07Maka PW + D – 0.444

Tekanan absolut Total dalam tekanan absolut (PB) adalah

jumlah dari tekanan air dan tekanan atmosfir. Satuannya

Untuk menghitung tekanan absolut dalam ATA untuk penyelaman dari permukaan laut sampai kedalaman D feet

PB = PW + PA

PB = PW + 1PB = D + 1

33.07

Untuk menghitung tekanan absolut dalam psi untuk penyelaman dari permukaan laut sampai kedalaman D feet

PB + (D-0.444) + 14.69

Tekanan dan Kedalaman Meskipun kedalaman penyelam diukur dalam

feetsea water, dalam kenyataannya itu menggunakan tekanan meteran. Jarum angka meteran (“gauge/dial”) merubah tekanan menjadi kedalaman dan menganggap berat jenis (SG) air 1.025 g/cm3

DACT = DG . 1.025 SG

DACT : kedalaman sesungguhnyaDG : kedalaman yg ditunjukkan oleh alat

pengukur (gauge)SG : berat jenis air

Tekanan parsial gas-gas Tekanan parsial gas (Pgas) sama dengan

pecahan dari tekanan total dari gas tersebutPgas = Fgas . P total

Bila tekanan absolut dengan ATAPgas = Fgas . (D+33)/33

Pengukuran Tekanan Hukum gas ideal1. Hukum Boyle2. Hukum Charles3. Hukum Dalton Hukum gas non ideal

Hukum Gas Ideal Apabila gas dipakai untuk pernafasan, gas ini

mengandung uap air yang kadarnya tergantung pada temperatur. Uap air akan mengembun bila gas didinginkan. Pada udara pernafasan, uap air harus dihilangkan dengan menggunakan tekanan gas kering. Pada hukum gas ideal Ptotal – PH2O (torr), terdapat 2 kondisi : BTPS (body temperatur (37’ C) and Pressure Saturated water vapor) dan STPD (Standar temperature (0’C) and Pressure Dry)

VSTPD = VBTPS . (Ptotal – 47 / 760) . (273 + 0 / 273 + 37)

Catatan : 47 torr = tekanan uap air pada 37’ C

Hukum Boyle Hukum boyle mengatakan bahwa bila

temperatur konstan, volume gas berbanding terbalik dengan tekanan

P1V1 = P2V2 atau V2 = V1. P1/P2

Contoh :

Kedalaman (fsw)

Ptotal (ATA) Volume

0 1 1.00 liter33 2 0.50 liter66 3 0.33 liter99 4 0.25 liter

Hukum Charles Hukum Charles menyatakan bila volume gas

konstan, tekanan gas berhubungan langsung dengan temperaturnya.

P1/T1 = P2/T2 atau P2 = P1.T2 / T1Conso:Selama proses pengisian satu tabung SCUBA

sampai 2500 psia, temperatur interna naik sampai 50˚C. Berapa tekanan tabung bila tabung mendingin pada suhu kamar 27˚C, volume konstan pada tabung baja

Jawab P2 = P1 . T2/T1 P2 = 2500 . (273 + 27) / (273+50) P2 = 2322 psig

Hukum Dalton Hukum dalton menyatakan bahwa tekanan total

dua gas atau lebih dalam suatu ruang SAMA dengan jumlah tekanan gas parsial yang ada di ruang tersebut.

Ptotal = Pgas1 + Pgas 2 + PgasXAtauP total = (P1V1 / V1) + (P2V2 / V2) + dst

Hukum dalton digunakan pada penyelaman dalam dengan udara baisa maupun campuran gas seperti heliox, dengan hukum dalton dapat diperkirakan kedalaman agar tidak terjadinya keracunan gas

Hukum Gas Non Ideal ( Hukum Van der Waals) Hukum ini menganggap tidak ada interaksi antara

molekul gas yang berdekatan.N.Fgas.T = (P + N2. a) . (V – N.b) / V2

ATAUP = (N.Fgas.T / V-N.b) – (N2.a/V2)

Konstanta Van Der Waals

a

GAS aL2 – atm/ (mol)2

bL / mol

Oksigen 1,360 0,03183Nitrogen 1,390 0,03219

Argon 1,345 0,03913Helium 0,034 0,0237

Gaya Apung Adalah suatu gaya yang membuat benda

terapung Gaya apung tergantung pada density (berat

per satuan volume) dan berat jenis. Pada air laut densitynya 64 pon per kaki kubik,

sedangkan air tawar 62,4 pon per kaki kubik. Maka benda lebih mengapung di air laut

Tubuh manusia berat jenisnya 1,0 tetapi bervariasi tergantung jumlah lemak pada tubuh. Rata rata orang gemuk atau yang berlemak lebih akan lebih mudah mengapung.

Gaya apung dapat ditambah dengan mengambil nafas dalam atau dengan menggembungkan rongga dada

Ada 3 istilah yang sering dipakai dalam penyelaman pada perbedaan tingkat gaya apung :

1. Gaya apung + menunjukan benda mengapung

2. Gaya apung – menunjukan benda tenggelam3. Gaya apung netral menunjukan benda

mengambang

Temperatur Air Konduktivitas panas dalam air 25x lebih besar

daripada udara, oleh karena itu penyelam akan kehilangan panas lebih cepat

Viskositas Air Viskositas air lebih tinggi dari udara, oleh

karena itu beban energi pada saat bergerak di air lebih besar

Sifat Gelombang Suara Kecepatan suara di air lebih besar dibanding

udara (4700 kaki/menit dibanding 1090 kaki/menit). Akan tetapi tekanan air terhadap membran timpani menyebabkan fungsinya tidak bekerja, dalam air konduksi tulang merupakan hantaran utama untuk pendengaran

Sifat Pancaran Sinar Indeks refraksi pada air 1.3 kali dibanding di

udara, membuat benda nampak 25% lebih besar atau tampak lebih dekat.

Pengaruh Visual dan Isyarat Proprioseptif Manusia umumnya menggunakan indra

penglihatan, pendengaran dan proprioseptif. Akan tetapi di dalam air fungsi pendengaran hilang, dan penglihatan berkurang karena sinar di air sedikit, ditambah dengan kekeruhan air.

Fungsi proprioseptif pun berkurang dikarenakan gaya apung pada air, jadi penyelam hanya merasa tubuhnya akan naik ke atas.