Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Menentukan Hambatan Udara dalam Proses Pernafasan Manusia dengan Logger Pro
MENENTUKAN HAMBATAN UDARA DALAM PROSES PERNAFASAN
MANUSIA DENGAN LOGGER PRO
Oleh,
Joko Nur Arippin
NIM: 642008005
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
Program Studi Fisika
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
2014
i
ii
iii
iv
MOTTO
Takut aka TUHAN adalah per ulaa pe getahua , tetapi
ora g bodoh e ghi hik at da didika . A sal 7:1
Janganlah takut, sebab Aku menyertai engkau, janganlah
bimbang, sebab Aku ini Allahmu; Aku akan meneguhkan,
bahkan akan menolong engkau; Aku akan memegang engkau
dengan tangan kanan-Ku yang membawa kemenangan. (Yesaya
41:10)
Setiap orang yang berusaha dan bekerja keras, suatu saat pasti
akan melakukan kesalahan. Sedangkan mereka yang hanya
duduk berdiam diri serta berpangku tangan, tidak akan pernah
melakukan kesalahan. (Bambang Pamungkas, Legenda tim
nasional Indonesia)
If you do not believe you can do it
then you have no chance at all. (Arsene Wenger, Pelatih
Arsenal FC)
v
KATA PENGANTAR
Mengucapkan puji syukur kepada Yesus Kristus karena atas kasih-Nya dan penyertaanNya penulis dapat menyelesaikan penelitian tugas akhir ini sebagai salah satu syarat kelulusan
dari program studi Pendidikan Fisika Fakultas Sains dan Matematika.
Banyak bantuan dan dukungan dari beberapa pihak kepada penulis dalam
menyelesaikan kuliah dan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis mengucapkan banyak terima kasih
kepada:
1. Bapak Andreas Setiawan, S.Si, MT selaku pembimbing utama dan Ibu Made Rai Suci Shanti
N.A. S.Si., M.Pd selaku pembimbing pendamping. Terima kasih untuk bimbingan, bantuan,
pengarahan, dan nasehat dalam penyusunan tugas akhir ini.
2. Bapak, Ibu dan adik ter i ta ya g selalu e erika se a gat da do’a.
3. Dekan Fakultas Sains dan Matematika Bapak Dr. Suryasatriya Trihandaru, S.Si., M.Sc.Nat.
beserta jajarannya.
4. Dosen-dosen di Fakultas Sains dan Matematika khususnya di program studi Fisika dan
Pendidikan Fisika ( Ibu Dra. Marmi Sudarmi, M.Si, Ibu Made Rai Suci Shanti N.A. S.Si., M.Pd,
Ibu Diane Noviandini, S.Pd., M.Pd, Ibu Debora Natalia Sudjito, S.Pd., M.Ps.Ed, Bapak Adita
Sutresno, S.Si., M.Sc, Bapak Andreas Setiawan, S.Si, MT, Bapak Dr. Suryasatriya Trihandaru,
M.Sc.Nat., Bapak Prof. Dr. Ferdy Semuel Rondonuwu, M.Sc., Bapak Nur Aji Wibowo, S.Si.,
M.Si, Bapak Wahyu Hari Kristiyanto S.Pd., M.Pd) terima kasih atas ilmu yang sangat
berguna bagi penulis.
5. Mas Tri, Mas Sigit, dan Pak Tafip selaku laboran Fisika dan Pendidikan Fisika FSM UKSW.
Terimakasih untuk bantuannya.
6. Teman-teman SALT (mas toni, mas andre, awang, tri) yang selalu memberikan dorongan
dan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir.
7. Teman-teman seperjuangan (arif, choirul, indri, tri) yang selalu memberikan dukungan
demi terselesainya tugas akhir ini.
8. Teman-teman Program Studi Fisika dan Pendidikan Fisika angkatan 2008 (ferri, joko, surip,
pandu, kelik, Candra, Rio, nita, shinta, dammay, destya, morita, dan semuanya) yang telah
menjadi rekan kerja, dan teman setia selama masa-masa perkuliahan. Serta adik-adik
maupun kakak angkatan yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya. Terima kasih
atas kebersamaannya.
9. Semua pihak yang penulis tidak sebutkan satu persatu namanya yang turut dan terlibat
dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena
itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca guna perbaikan
di masa mendatang.
Akhir kata, semoga tulisan ini bisa bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca
pada umumnya, untuk dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam pengembangan
pendidikan dan ilmu pengetahuan.
Salatiga, 24 Jini 2014
Penulis,
Joko Nur Arippin
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................................... ii
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN .................................................................................... iii
LEMBAR HAK BEBAS ROYALTI DAN PUBLIKASI ................................................................. iv
MOTTO ........................................................................................................................... v
KATA PENGANTAR .......................................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................................... vii
ABSTRAK ......................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN ............................................................................................................... 1
METODOLOGI PENELITIAN .............................................................................................. 3
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................................... 3
KESIMPULAN................................................................................................................... 7
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................ 7
vii
MENENTUKAN HAMBATAN UDARA DALAM PROSES PERNAFASAN
MANUSIA DENGAN LOGGER PRO
Joko Nur Arippin1,2, Made Rai Suci Shanti,2, Andreas Setiawan1,2
1
Progam Studi Pendidikan Fisika Fakultas Sains dan Matematika
2
Progam Studi Fisika Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana
Jln. Diponegoro No. 52-60 Salatiga
joko.arippin@yahoo.co.id
ABSTRAK
Pernapasan (respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung O2 (oksigen) ke
dalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung CO2 (karbondioksida) sebagai sisa
dari oksidasi keluar tubuh. Udara yang keluar masuk dari dan ke dalam paru-paru akan mengalami
hambatan. Dikarenakan udara akan melewati beberapa organ pernafasan mulai dari hidung,
kerongkongan, trakea dan paru-paru. Setiap orang tentunya mempunyai ciri dan bentuk fisiologis organ
pernafasan yang berbeda-beda. Oleh karena itu dilakukan sebuah penelitian pengukuran hambatan
udara selama proses pernafasan. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan spirometer saat
orang melakukan pernafasan biasa yang dihubungkan dengan laptop yang sudah diinstall logger pro.
Kemudian didapatkan grafik volume paru-paru dan grafik aliran udara (flow rate) setiap waktu selama
proses pernafasan. Berdasarkan hukum Hagen Poiseuille, aliran udara masuk dan keluar dari dan ke
paru-paru karena disebabkan oleh perbedaan tekanan antara di mulut dan di paru-paru. Oleh karena itu,
ketika spirometer mencatat perubahan volume setiap waktu dan aliran udara setiap waktu dari dan ke
paru-paru akan didapatkan besar hambatan aliaran udara (R) dengan perubahan tekanan sebanding
dengan beda potensial (V) dan aliran udara (flow rate) (Q) sebanding dengan besarnya kuat arus (I),
maka R dapat diketahui dengan perhitungan pendekatan hukum OHM. Dengan menggunakan logger
pro, R digrafikkan dengan persamaan Gaussian. Nilai hambatan udara saat inspirasi pada sampel 1
-1
-1
-1
-1
bekerja dari 0.0 s - 10.5 s dan saat ekspirasi bekerja dari 0.0 s - 31.7 s sampel 2 pada saat inspirasi
-1
-1
-1
bekerja dari 0.0 s - 20.1 s dan saat ekspirasi bekerja pada 0,5 s - 25.5 s-1 dan R sampel 3 pada saat
-1
-1
-1
-1
inspirasi bekerja pada 0.0 s -10.1 s dan saat ekpirasi bekerja pada 0.2 s - 3.3 s .
Kata kunci : pernafasan manusia, spirometer, hambatan, logger pro
1
MANUSIA DENGAN LOGGER PRO
Oleh,
Joko Nur Arippin
NIM: 642008005
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
Program Studi Fisika
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
2014
i
ii
iii
iv
MOTTO
Takut aka TUHAN adalah per ulaa pe getahua , tetapi
ora g bodoh e ghi hik at da didika . A sal 7:1
Janganlah takut, sebab Aku menyertai engkau, janganlah
bimbang, sebab Aku ini Allahmu; Aku akan meneguhkan,
bahkan akan menolong engkau; Aku akan memegang engkau
dengan tangan kanan-Ku yang membawa kemenangan. (Yesaya
41:10)
Setiap orang yang berusaha dan bekerja keras, suatu saat pasti
akan melakukan kesalahan. Sedangkan mereka yang hanya
duduk berdiam diri serta berpangku tangan, tidak akan pernah
melakukan kesalahan. (Bambang Pamungkas, Legenda tim
nasional Indonesia)
If you do not believe you can do it
then you have no chance at all. (Arsene Wenger, Pelatih
Arsenal FC)
v
KATA PENGANTAR
Mengucapkan puji syukur kepada Yesus Kristus karena atas kasih-Nya dan penyertaanNya penulis dapat menyelesaikan penelitian tugas akhir ini sebagai salah satu syarat kelulusan
dari program studi Pendidikan Fisika Fakultas Sains dan Matematika.
Banyak bantuan dan dukungan dari beberapa pihak kepada penulis dalam
menyelesaikan kuliah dan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis mengucapkan banyak terima kasih
kepada:
1. Bapak Andreas Setiawan, S.Si, MT selaku pembimbing utama dan Ibu Made Rai Suci Shanti
N.A. S.Si., M.Pd selaku pembimbing pendamping. Terima kasih untuk bimbingan, bantuan,
pengarahan, dan nasehat dalam penyusunan tugas akhir ini.
2. Bapak, Ibu dan adik ter i ta ya g selalu e erika se a gat da do’a.
3. Dekan Fakultas Sains dan Matematika Bapak Dr. Suryasatriya Trihandaru, S.Si., M.Sc.Nat.
beserta jajarannya.
4. Dosen-dosen di Fakultas Sains dan Matematika khususnya di program studi Fisika dan
Pendidikan Fisika ( Ibu Dra. Marmi Sudarmi, M.Si, Ibu Made Rai Suci Shanti N.A. S.Si., M.Pd,
Ibu Diane Noviandini, S.Pd., M.Pd, Ibu Debora Natalia Sudjito, S.Pd., M.Ps.Ed, Bapak Adita
Sutresno, S.Si., M.Sc, Bapak Andreas Setiawan, S.Si, MT, Bapak Dr. Suryasatriya Trihandaru,
M.Sc.Nat., Bapak Prof. Dr. Ferdy Semuel Rondonuwu, M.Sc., Bapak Nur Aji Wibowo, S.Si.,
M.Si, Bapak Wahyu Hari Kristiyanto S.Pd., M.Pd) terima kasih atas ilmu yang sangat
berguna bagi penulis.
5. Mas Tri, Mas Sigit, dan Pak Tafip selaku laboran Fisika dan Pendidikan Fisika FSM UKSW.
Terimakasih untuk bantuannya.
6. Teman-teman SALT (mas toni, mas andre, awang, tri) yang selalu memberikan dorongan
dan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir.
7. Teman-teman seperjuangan (arif, choirul, indri, tri) yang selalu memberikan dukungan
demi terselesainya tugas akhir ini.
8. Teman-teman Program Studi Fisika dan Pendidikan Fisika angkatan 2008 (ferri, joko, surip,
pandu, kelik, Candra, Rio, nita, shinta, dammay, destya, morita, dan semuanya) yang telah
menjadi rekan kerja, dan teman setia selama masa-masa perkuliahan. Serta adik-adik
maupun kakak angkatan yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya. Terima kasih
atas kebersamaannya.
9. Semua pihak yang penulis tidak sebutkan satu persatu namanya yang turut dan terlibat
dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena
itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca guna perbaikan
di masa mendatang.
Akhir kata, semoga tulisan ini bisa bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca
pada umumnya, untuk dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam pengembangan
pendidikan dan ilmu pengetahuan.
Salatiga, 24 Jini 2014
Penulis,
Joko Nur Arippin
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................................... ii
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN .................................................................................... iii
LEMBAR HAK BEBAS ROYALTI DAN PUBLIKASI ................................................................. iv
MOTTO ........................................................................................................................... v
KATA PENGANTAR .......................................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................................... vii
ABSTRAK ......................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN ............................................................................................................... 1
METODOLOGI PENELITIAN .............................................................................................. 3
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................................... 3
KESIMPULAN................................................................................................................... 7
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................ 7
vii
MENENTUKAN HAMBATAN UDARA DALAM PROSES PERNAFASAN
MANUSIA DENGAN LOGGER PRO
Joko Nur Arippin1,2, Made Rai Suci Shanti,2, Andreas Setiawan1,2
1
Progam Studi Pendidikan Fisika Fakultas Sains dan Matematika
2
Progam Studi Fisika Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana
Jln. Diponegoro No. 52-60 Salatiga
joko.arippin@yahoo.co.id
ABSTRAK
Pernapasan (respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung O2 (oksigen) ke
dalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung CO2 (karbondioksida) sebagai sisa
dari oksidasi keluar tubuh. Udara yang keluar masuk dari dan ke dalam paru-paru akan mengalami
hambatan. Dikarenakan udara akan melewati beberapa organ pernafasan mulai dari hidung,
kerongkongan, trakea dan paru-paru. Setiap orang tentunya mempunyai ciri dan bentuk fisiologis organ
pernafasan yang berbeda-beda. Oleh karena itu dilakukan sebuah penelitian pengukuran hambatan
udara selama proses pernafasan. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan spirometer saat
orang melakukan pernafasan biasa yang dihubungkan dengan laptop yang sudah diinstall logger pro.
Kemudian didapatkan grafik volume paru-paru dan grafik aliran udara (flow rate) setiap waktu selama
proses pernafasan. Berdasarkan hukum Hagen Poiseuille, aliran udara masuk dan keluar dari dan ke
paru-paru karena disebabkan oleh perbedaan tekanan antara di mulut dan di paru-paru. Oleh karena itu,
ketika spirometer mencatat perubahan volume setiap waktu dan aliran udara setiap waktu dari dan ke
paru-paru akan didapatkan besar hambatan aliaran udara (R) dengan perubahan tekanan sebanding
dengan beda potensial (V) dan aliran udara (flow rate) (Q) sebanding dengan besarnya kuat arus (I),
maka R dapat diketahui dengan perhitungan pendekatan hukum OHM. Dengan menggunakan logger
pro, R digrafikkan dengan persamaan Gaussian. Nilai hambatan udara saat inspirasi pada sampel 1
-1
-1
-1
-1
bekerja dari 0.0 s - 10.5 s dan saat ekspirasi bekerja dari 0.0 s - 31.7 s sampel 2 pada saat inspirasi
-1
-1
-1
bekerja dari 0.0 s - 20.1 s dan saat ekspirasi bekerja pada 0,5 s - 25.5 s-1 dan R sampel 3 pada saat
-1
-1
-1
-1
inspirasi bekerja pada 0.0 s -10.1 s dan saat ekpirasi bekerja pada 0.2 s - 3.3 s .
Kata kunci : pernafasan manusia, spirometer, hambatan, logger pro
1