Ilmu fisika memiliki sangat banyak manfaat bagi makhluk hidup terkhusus manusia dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari hal besar seperti pembuatan teknologi handphone, internet dan lain-lain, hingga hal yang kecil seperti memotong menggunakan pisau di dapur, dan juga kita bisa membaca artikel ini pun karena peran Ilmu Fisika. Fisika bisa dikatakan memiliki peran yang penting bagi kehidupan ini misalnya, bagi kesehatan. Fisika pada dasarnya mempengaruhi dan berperan bagi kesehatan manusia, karenanya tidak mengherankan apabila fisika diterapkan dalam bidang medis.
Salah satu penerapan fisika dalam kesehatan yaitu pada saat memasukkan cairan kedalam tubuh seseorang melalui infus. Setiap kita berkunjung atau menjenguk seseorang di rumah sakit, benda ini pasti sering kita lihat, menggantung di atas seorang pasien. Biasanya benda ini digunakan bagi orang yang sedang kekurangan cairan untuk mengembalikan cairan tubuh yang hilang akibat sebab tertentu seperti penyakit dengan cara diinfus. Kegunaan lainnya adalah sebagai asupan makanan tambahan bagi tubuh kita untuk mempercepat proses penyembuhan yang dimasukkan melalui pembuluh darah vena.
Beberapa obat juga dimasukkan dalam tubuh melalui infus sehingga bisa segera diserap sel-sel tubuh. Botol infus biasanya diletakkan agak tinggi dari tubuh pasien. Dihubungkan dengan selang dan jarum yang ditusukkan ke dalam pembuluh darah. Dengan demikian, cairan infus bisa langsung masuk ke dalam aliran darah. Pertanyaannya sekarang adalah bagaimana cairan infus bisa masuk kedalam pembuluh darah vena bukan sebaliknya darah yang masuk ke selang infus?
Disinilah konsep fisika tentang tekanan hidrostatis bekerja. Tekanan hidrostatis sendiri adalah tekanan yang dilakukan oleh zat cair yang diam. Makin dalam maka makin tebal zat cair sehingga makin besar tekanan yang diberikan oleh zat cair. Tekanan hidrostatis dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut;
 "P=\rho gh..........(1)")
Dengan; P = tekanan oleh zat cair (Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = kedalaman yang diukur dari permukaan zat cair (m)
Jika di permukaan zat cair berada dalam kondisi terbuka, berarti sudah ada tekanan dari lingkungan, maka tekanan total di dalam zat cair sama dengan jumlah tekanan di permukaan dan tekanan hidrostatis. Zat cair terbuka selalu mendapat tekanan atmosfer di permukaannya, maka tekanan di dalam zat cair pada kedalaman h adalah:
Tekanan total dalam fluida = tekanan atmosfer + tekanan hidrostatis
 "P=P_{0}+\rho gh..........(2)")
Dengan P0 kita misalkan sebagai tekanan atmosfer di permukaan zat cair
Supaya cairan infus dapat masuk ke dalam pembuluh darah, syarat yang harus dipenuhi adalah tekanan pada cairan infus harus lebih besar atau lebih tinggi dari pada tekanan darah. Salah satu cara untuk membuat tekanan cairan infus membesar adalah dengan meninggikan posisi dari botol infus.
Tekanan cairan infus sama dengan tekanan atmosfer ditambah tekanan hidtostatis akibat ketinggian botol infus. Tekanan atmosfer adalah 1 atm jika dikonversi satuan lain adalah 76 cmHg.
Tekanan hidrostatis cairan infus adalah P=ρgh. Jika kita misalkan massa jenis cairan infus sama dengan massa jenis air maka = 1.000 m/kg3. Sehingga tekanan hidrostatis cairan infus adalah P = 1000 x 9.8 x h = 9800 h. Jika tekanan tersebut dinyatakan dalam cmHg maka:
P= (9.800/(13.600 x 9.8) ) h = 0,074 cmHg x h; di mana h dalam cm.
*cmHg (centimeter of mercury) adalah satuan non-SI dari tekanan, dapat didefinisikan sebagai tekanan yang diberikan pada dasar kolom merkuri setinggi 1 cm, ketika massa jenis fluida adalah 13,5951 g/cm3, dan di tempat dengan percepatan gravitasi 9,8 m/s2.
Misalkan tinggi botol infus adalah 1 meter = 100 cm. Maka tekanan hidrostatis cairan infus adalah P = 0,074 * 100 = 7,4 cmHg. Dengan demikian, tekanan total cairan infus adalah 76 cmHg + 7,4 cmHg = 83,4 cmHg. Tekanan darah normal manusia adalah 80 cmHg – 120 cmHg. Dengan tekanan cairan infus 83,4 cmH maka cairan infus dapat masuk ke dalam darah saat tekanan darah antara 80 cmHg sampai 83,4 cmHg. Saat tekanan darah berada pada nilai antara 83,4 cmHg sampai 120 cmHg, cairan infus berhenti masuk ke dalam darah, dan justru dapat membuat darah yang masuk ke cairan infus dikarenakan perbedaan tekanan yang terjadi. Sehingga untuk pasien yang memiliki tekanan darah tinggi posisi botol infus harus lebih tinggi sehingga tekana total yang dihasilkan lebih tinggi daripada tekanan darah pasien. Dengan menggunakan persamaan (2) di atas, kita dapat mengetahui berapa ketinggian dari botol infus untuk tekanan darah tertentu seorang pasien.
Sumber Pustaka
- Mikrajuddin Abdullah. 2016. Fisika Dasar 1. ITB
"semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasan kita semua. sampai jumpa di artikel-artikel berikutnya"