2 Materi dan Soal Biologi Sistem Pernapasan pada Manusia

Sistem Pernapasan

Manusia tidak dapat hidup tanpa oksigen.Manusia tentu setiap detik memerlukan oksigen dan mengeluarkan karbondioksida. Manusia dapat melakukan hal ini karena adanya sistem pernafasan. 

Sistem Pernapasan atau Respirasi adalah sistem yang berperan dalam proses terjadinya pertukaran oksigen dan karbondioksida. Urutan saluran pernapasan dimulai dari rongga hidung, faring, trakea, bronkus, lalu ke paru-paru (bronkiol dan alveolus).

ALAT PERNAPASAN MANUSIA

Hidung

Hidung merupakan alat pernapasan paling awal yang dilalui udara. Di dalam hidung terdapat saraf saraf penciuman. Lubang hidung dibagi menjadi dua yaitu kiri dan kanan yang dibatasi oleh sekat hidung. Di dalam hidung terdapat rambut rambut halus dan selaput lendir yang berfungsi menyaring udara. Rongga hidung memiliki 3 manfaat utama yaitu :

-       Menghangatkan udara

-       Melembapkan udara

-       Menyaring udara

Laring

Setelah hidung, udara melewati faring. Faring adalah lanjutan ari saluran hidung yang meneruskan uara ke laring. Laring terdiri dari lempengan lempengan tulang rawan. Glotis aalah lubang yang menghubungkan faring dengan trakea dan digerakkan oleh otot untuk membuka dan menutup. Dalam laring juga terdapat pita suara. Laring memiliki katup yang disebut epiglotis. Epiglotis selalu dalam keadaan terbuka, dan menutup hanya disaat kita menelan makanan. 

Trakea (batang tenggorokan)

Trakea tersusun oleh cincin tulang rawan yang terletak di depan kerongkongan dan berbentuk pipa. Bagian dalam trakea diselimuti oleh lendir dan mempunyai lapisan yang terdiri dari sel sel bersilia. Lapisan ini berfungsi untuk menahan debu untuk masuk ke dalam paru paru. 

Bronkus (cabang batang tenggorokan)

Bronkus adalah bagian yang menghubungkan paru paru dengan trakea. Bronkus terbagi lagi menjadi Bronkiolus. Bronkus terdapat di paru paru bagian kiri dan kanan, dan terdiri dari lempengan tulang rawan dan dindingnya terdiri dari otot halus. Bronkiolus berdinding tipis dan tidak bertulang rawan.

Pulmo (Paru-paru)

Paru paru adalah alat pernapasan yang terletak di dalam rongga dada dan di atas diafragma. Diafragma aalah sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dengan rongga perut. Paru paru juga diselubungi oleh selaput elastis yang bernama pleura. Paru paru terbagi oleh dua bagian yaitu bagian kiri dan bagian kanan. Paru paru kiri terbagi oleh dua gelambir sedangkan paru paru kanan tiga gelambir. Saluran saluran bronkiolus pada paru paru akan berujung pada gelembung paru paru yang bernama Alveolus. Dinding alveolus sangat tipis, elastis dan mengandung kapiler darah. Pertukaran oksigen dengan karbon dioksida terjadi pada dinding alveolus.  

MEKANISME PERNAPASAN

Ada 2 mekanisme pernapasan , yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut :

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antar tulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut:

1.     Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk muskulus interkostalis sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.

2.     Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

Pernapasan perut adalah pernapasan yang melibatkan ototdiafragma. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut:

1.     Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot diafragma sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.

2.     Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot diaframa ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

VOLUME DAN KAPASITAS PARU-PARU

Volume udara pernapasan pada setiap orang berbeda beda tergantung pada ukuran paru paru, kekuatan bernapas, dan juga cara bernapas. Pada orang dewasa paru paru berkisar 5-6 liter, yang terdiri dari :

•  Volume Tidal : Volume udara hasil inspirasi atau ekspirasi pada setiap kali seseorang bernapas normal. Kurang lebih 500 ml.
•  Volume cadangan inspirasi : jumlah udara yang masih bisa dapat dikeluarkan dengan ekspirasi kuat . Kurang lebih 3000 ml.
• Volume cadangan ekspirasi : jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan ekspirasi kuat. Kurang lebih 1100 ml.
• Volume Residu : volume udara yang masih tetap berada dalam paru paru setelah ekspirasi kuat. Kurang lebih 1200 ml.

Kombinasi dari jenis jenis volume paru paru disebut sebagai kapasitas paru paru, yang mencakup:

1.     Kapasitas Inspirasi

Volume tidal + Volume Inspirasi. Jumlah udara yang apat dihirup oleh seseorang mulai inspirasi atau ekspirasi normal dan mengembangkan paru parunya hingga maksimal. Kira kira 3500 ml.

2.     Kapasitas Residu Fungsional

Volume cadangan + volum residu. Jumlah udara yang tersisa dalam paru paru pada akhir ekspirasi normal. Kira kira 2300 ml.

3.     Kapasitas Vital

Volume cadangan inspirasi + volum tidal + volum cadangan ekspirasi. Total udara yang dapat dikeluarkan secara maksimum setelah inspirasi secara maksimum. Kira kira 4600 ml.

4.     Kapasitas Paru Paru total

Kapasitas vital + kapasitas tidal. Total volume maksimum dimana paru paru dapat dikembangkan sebesar mungkin dengan inspirasi paksa. Kira kira 5600 ml.

FREKUENSI PERNAFASAN

Frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya sebagai berikut :

Umur :

            Bertambahnya umur seseorang mengakibatkan pernapasan menjadi semakin lambat. Pada usia lanjut, energy yang dibutuhkan lebih sedikit pada usia pertumbuhan hingga oksigen yang diperlukan lebih sedikit.

Jenis Kelamin :

            Pada umumnya laki laki lebih membutuhkan banyak energy karena aktivitas. Jadi otomatis laki laki butuh oksigen atau energy yang lebih banyak dari wanita.

Suhu Tubuh :

            Jika suhu tubuh turun, tubuh akan meningkatkan metabolismenya dan kebutuhan akan oksigen akan meningkat.

Posisi Tubuh :

            Pada saat berdiri, otot akan berkontraksi sehingga oksigen yang dibutuhkan akan lebih banyak. 

 MEKANISME PERTUKARAN OKSIGEN DAN KARBON DIOKSIDA

Pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida dilakukan dengan proses difusi. Proses ini terjadi di Alveolus dan di sel jaringan tubuh. Oksigen masuk ke dalam tubuh melalui inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus, oksigen mengalami difusi ke kapiler arteri pori pori. Masuknya oksigen dari luar menyebabkan tekanan oksigen di alveolus lebih tinggi dibangdingkan dengan tekanan oksigen di kapiler arteri paru paru.

Oksigen akan bergerak dari alveolus menuju kapiler arteri paru paru.

Oksigen di kapiler arteri akan diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin. Setiap molekul hemoglobin apat membawa empat molekul oksigen berbentuk oksihemoglobin.  Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh yang kemudian akan berdifusi masuk ke sel sel tubuh untuk digunakan proses respirasi. Difusi ini disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan.  

KELAINAN DAN PENYAKIT PADA SISTEM PERNAPASAN MANUSIA

Faringitis

           Peradangan pada faring sehingga timbul rasa nyeri pada waktu menelan makanan atau kerongkongan terasa kering. Disebabkan oleh infeksi bakteri atau virus, ataupun merokok. 

Pneumonia

           Peradangan pada paru paru dimana alveolus berisi cairan dan eritrosit yang berlebihan. 

Emfisema paru paru

           Emfisema paru paru adalah jumlah udara yang telalu banyak dalam paru paru. Emfisema paru paru disebabkan oleh infeksi karena rokok, kelebihan mucus karena peradangan, ataupun gangguan saluran pernapasan.

Asthma

          Asma ditandai dengan kontraksi yang kaku dari bronkiolus yang menyebabkan sukar bernapas.

Dipteri

           Penyakit infeksi yang disebabkan oleh bakteri Corynebacterium diptherial yang dapat menyebabkan penyumbatan pada rongga faring maupun laring oleh lendir yang dihasilkan bakteri tersebut. 

Asfiksi

           Gangguan dalam pengangkutan oksigen ke jaringan tubuh. Disebabkan oleh terganggunya fungsi paru paru, pembuluh darah, ataupun jaringan tubuh. Misalnya, terjadi pada seseorang yang tenggelam.

Tuberkulosis / TBC

           Penyakit yang disebabkan oleh bakteri mycobacterium tuberculosae. Daerah yang terinfeksi oleh bakteri ini akan diserang oleh mikrofag sehingga daerah tersebut rusak dan akan tumbuh tonjolan. TBC menyebabkan kurangnya luas permukaan membran pernapasan, kurangnya kapasitas vital an kapasitas pernapasan, dan juga peningkatan kerja sebagian otot pernapasan. 

Hipoksia

           Hipoksia adalah kekurangan oksigen dalam jaringan. Bila sudah berat, hal ini dapat mengakibatkan kematian sel-sel. 

Asidosi

           Disebabkan oleh meningkatnya kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah yang mengakibatkan terganggunya pernapasan.

Sianosis

           Kebiruan pada kulit yang diakibatkan oleh jumlah hemoglobin deoksigenisasi yang berlebihan dalam pembuluh darah kulit, terutama dalam kapiler.

SOAL:

1. Urutan pernafsan dari luar ke dalam pada manusia adalah..
a. faring-tenggorokan-bronkiolus-bronkus-alveolus
b. faring-kerongkongan-bronkus-brokiolus-alveolus
c. tenggorokan-faring-bronkus-bronkiolus-alveolus
d. faring-tenggorokan-bronkus-bronkiolus-alveolus
e. kerongkonga-tenggorokan-bronkus-bronkiolus-alveolus

2. Setelah ekspirasi kuat di dalam paru-paru masih terdapat volume udara..
a. tidal
b. cadangan inspirasi
c. cadangan ekspirasi
d. residu
e. cadangan inspirasi dan tidal

3. Pada saluran pernafasan ada bagian yang berhubungan dengan saluran pencernaan. Bagian tersebut adalah ...
a. faring
b. laring
c. glotis
d. epiglotis
e. trakea

4. Asifiksi adalah salah satu gangguan pernapasan pada manusia. Hal ini disebabkan oleh ... 
a. alveolus kemasukan air
b. terjadi gangguan pada difusi oksigen di alveolus
c. radang pada selaput pembungkus paru-paru
d. melebarnya trakea karena otot polosnya berkontraksi terus-menerus
e. gangguan pengangkutan oksigen ke jaringan

5. Kapasitas residu fungsional adalah...
a. penjumlahan antara volume tidal dengan volume residu
b. penjumlahan antara volume cadangan ekspirasi dengan volume residu
c. penjumlahan antara volume tidal dengan volume cadangan respirasi
d. penjumlahan antara volume cadangan inspirasi, volume tidal, dan volume cadangan ekspirasi.
e. penjumlahan antara volume residu dengan volume paru-paru

6. Struktur organ pernafasan yang merupakan percabangan saluran menuju paru-paru kanan dan kiri adalah ...
a. brokus
b. bronkiolus
c. alveoli
d. trakea
e. laring

7. Bagaimana oksigen diangkut dalam darah?
a. terlarut dalam plasma
b. terikat oleh hemoglobin
c. dalam bentuk CO2
d. sebagai bikarbonat 
e. terlarut dalam air

8. Sewaktu mengeluarkan napas, otot tulang rusuk berelaksasi, tulang dada turun sehingga dada mengecil, berarti tekanan udara memmbesar dan udara keluar dari paru-paru. Pernapasan ini disebut...
a. pernapasan dalam'
b. pernapasan luar dan dalam
c. pernapasan seluler
d. pernapasan perut
e. pernapasaan dada

ESSAY:

1. Apakah perbedaan fase inspirasi dengan ekspirasi pada pernapasaan dada!

2. Jelaskan macam-macam volume udara yang kamu ketahui!

0 Uji Praktikum Kimia Penurunan Titik Beku

Penurunan Titik Beku Larutan

A. Tujuan

Mengetahui pengaruh adanya zat terlarut terhadap titik beku larutan

B. Landasan Teori

Titik beku adalah suhu pada P (tekanan) tertentu di mana terjadi perubahan wujud zat cair ke padat. Pada tekanan 1 atm, air membeku pada suhu 0 °C karena pada suhu itu tekanan uap air sama dengan tekanan uap es. Selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (ΔTf). Pada percobaan ini ditunjukkan bahwa penurunan titik beku tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya pada konsentrasi partikel dalam larutan. Oleh karena itu, penurunan titik beku tergolong sifat koligatif.

C. Alat dan bahan

1. Alat

a. Tabung reaksi 5 buah

b. Rak tabung reaksi 1 buah

c. Ember plastic ( 1 Liter ) 1 buah

d. Pengaduk 1 buah

e. Termometer (-10°C - 110°C) 1 buah

2. Bahan

a. Larutan NaCl 1m, 5 mL

b. Larutan NaCl 2m, 5 mL

c. Larutan urea 1m, 5 mL

d. Larutan urea 2m, 5 mL

e. Air suling (aquades)

f. Es batu 1Kg

g. Garam batu kasar 0,25 Kg

D. Cara Kerja

1. Membuat campuran pendingin yang terdiiri dari campuran butiran es batu dengan garam dapur kasar didalam ember plastik.

2. Memasukan 5 mL air suling kedalam tabung reaksi . (kasih label)

3. Memasukan masing-masing 5 mL larutan NaCl 1m, larutan NaCl 2m, larutan urea 1m, larutan urea 2m kedalam tabung reaksi yang berbeda. (kasih label)

4. Memasukan kelima tabung reksi kedalam campuran pendingin.

5. Menunggu larutan tersebut hingga membeku(ditandai dengan larutan yang keurh)

6. Mengangkat tabung reksi dari campuran pendingin dan mengukur suhunya.

E. Hasil Pengamatan

Titik beku air murni (aquades) = -1°C

Larutan	Kemolalan	Titik Beku (°C)	Penurunan Titik Beku (°C)
NaCl	1	-1	0
NaCl	2	-8	7
Urea	1	-2	1
Urea	2	-5	4

F. KESIMPULAN

1 Soal Fisika Kelas XI SMA Materi Momentum

1. Jelaskan perbedaan antara tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sama sekali (level 1)

2. Dua benda, sebut saja benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 4 kg. Benda A bergerak dengan kelajuan 5 m/s menuju benda B yang sedang diam. Jika kedua benda mengalami tumbukan lenting sempurna, tentukan kecepatan kedua benda tersebut setelah tumbukan. (level 2)

3. Dua benda, sebut saja benda A dan B masing-masing bermassa 4 kg dan 8 kg. Benda A bergerak dengan kelajuan 10 m/s menuju benda B yang sedang diam. Jika kedua benda tersebut saling menempel setelah tumbukan, tentukan kecepatan kedua benda setelah tumbukan (level 2)

4. Sebutir peluru bermassa 0,2 kg ditembakan ke sebuah ayunan balistik yang bermassa 1 kg. peluru tertanam di dalam balok dan balok bergerak naik hingga mencapai ketinggian maksimum 6 cm. tentukan kelajuan peluru dan balok setelah tumbukan (level 2)

5. Benda A bermassa 1 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s bertumbukan dengan benda B bermassa 2 kg yang sedang bergerak dalam arah berlawanan dengan kecepatan 12 m/s. Tentukan kecepatan kedua benda setelah tumbukan jika kedua benda mengalami tumbukan lenting sempurna dan jika kedua benda saling menempel dan menjadi satu setelah tumbukan (level 2)

6. Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian h dan lenting kembali mencapai ketinggian 0,5 h. tentukan koofisien restitusi antara lantai dan bola tersebut (level 2)

7. Sebutir peluru bermassa 0,1 kg ditembakan horizontal dengan kecepatan 100 m/s. Peluru tersebut menembus plastic bermassa 0,2 kg. jika setelah tumbukan, plastic bergerak dengan kecepatan 80 m/s, tentukan kecepatan peluru setelah menembus plastic (level 2)

8. Sebutir peluru bermassa 1 kg ditembakan ke sebuah ayunan balistik bermassa 1,5 kg. Peluru menembus balok dan bergerak dengan laju 100 m/s. Tentukan laju awal peluru jika balok terayun hingga mencapai 10 cm (g = 10 m/s2) (level 2)

9. sebuah balok kayu bermassa 1 kg diam di atas permukaan meja licin. Sebutir peluru bermassa 0,04 gram ditembakkan horizontal ke balok dengan kecepatan 100 m/s dan menancap di dalam balok. Jika setelah tumbukan balok bergerak sejauh 0,2 meter, berapakah kecepatan balok sesaat setelah tertembak ? (level 3)

10. Sebuah mobil bermassa 2000 kg sedang bergerak ke utara dengan kecepatan 10 m/s menabrak mobil lain bermassa 3000 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 12 m/s. Tentukan besar dan arah kecepatan jika kedua kendaraan tersebut menyatu setelah tumbukan (level 3)

0 Soal Seleksi Fisika Tingkat Provinsi Jenjang SMA

Soal Seleksi Provinsi 2016

Bidang studi Fisika

Waktu: 3 jam

1 (Nilai 15) Sebuah bola pada ketinggian h dari permukaan lantai, ditembakkan secara

horizontal dengan kecepatan v0. Bola mengenai lantai dan memantul kembali. Proses

tumbukan tersebut berlangsung elastik sebagian dengan koefisien restitusi e. Bola akan

terus memantul berkali-kali sampai akhirnya tidak dapat memantul lagi. Tentukan kapan

(T) ini terjadi. Berapakah jarak horizontal L, yang ditempuh bola sampai keadaan ini?

Catatan : Percepatan gravitasi bumi adalah g. Anggap bola merupakan massa titik,

gesekan udara dan gesekan dengan lantai diabaikan.

2. (Nilai 12) Sebuah karet ringan (massa dapat diabaikan) digantungkan pada langit-langit.

Panjang karet dalam keadaan tidak tegang adalah l0. Jika karet ditarik, maka karet dapat

dianggap seperti pegas (yang memenuhi hukum Hooke). Karet tidak memberikan gaya

pulih ketika panjangnya lebih kecil dari l0. Sebuah massa A digantung pada karet ini

sehingga panjang karet (dalam keadaan setimbang) berubah menjadi l1. Kemudian

massa A ditarik ke bawah sampai panjang karet menjadi l2. Berapakah panjang l2 agar

saat massa A dilepas (dari keadaan diam), dapat persis menyentuh langit-langit ?

Nyatakan jawaban anda dalam l0 dan l1.

3. (Nilai 12) Sebuah yoyo dengan massa m, jari-jari dalam r dan jari-jari luar R diletakkan di

atas sebuah bidang miring dengan sudut kemiringan θ. Momen inersia yoyo terhadap

pusat massanya adalah ½mR2. Di ujung atas terdapat sebuah motor yang akan

digunakan untuk menggulung benang dari yoyo. Bidang miring licin dan posisi motor

diatur sedemikan rupa sehingga benang sejajar dengan bidang miring (lihat gambar).

Mula-mula semua sistem dijaga diam. Saat yoyo dilepas, motor mulai bekerja dengan

kecepatan putar diatur sedemikian rupa sehingga pusat massa yoyo tidak mengalami

perubahan posisi. Tentukan berapa besar daya motor sebagai fungsi waktu agar dapat

memberikan keadaan ini. Catatan : Anggap benang yang tergulung pada yoyo sangat

panjang dan abaikan massa benang.

4. (Nilai 15) Perhatikan sistem seperti terlihat pada gambar di bawah. Sebuah massa M

berbentuk huruf L dihubungkan pada massa m dengan tali yang melewati 3 buah katrol.

Massa m persis menempel pada dinding massa M. Mula-mula sistem diam. Tentukan

vektor percepatan am saat massa m dilepas. Catatan : Anggap massa M tidak bisa

terguling dan tali tidak bisa mulur. Massa tali, massa katrol dan semua gesekan diabakan.

5. (Nilai 15) Sebuah bola m, berjari-jari R (I = 2/5 mR2) berada di atas sebuah bidang miring

yang memiliki massa M. Ada gesekan yang cukup besar antara bola dan bidang miring

sehingga bola menggelinding turun tanpa slip. Berapakah koefisien gesek statis minimum

μs antara bidang miring dan lantai agar bidang miring tidak bergerak sama sekali dalam

proses ini?

6. (Nilai 17) Sebuah massa titik m bergerak dengan kecepatan v0 di atas lantai licin dan

menabrak sebuah piringan (massa M = 3m berjari-jari R). Tumbukan terjadi di titik A pada

jarak h = 0,6 R dari garis horizontal yang melalui pusat piringan (lihat gambar). Tentukan

vektor kecepatan akhir (dalam arah x dan y) kedua massa! Catatan : Anggap tidak ada

gesekan antara kedua massa dan tumbukan terjadi secara elastik.

h = 0,6 R

7. (Nilai 14) Perhatikan sistem seperti terlihat pada gambar. Bidang miring tidak dapat

bergerak dan massa m1 cukup besar sehingga dapat bergerak turun. Tentukan

percepatan massa m1! Berapakah batas minimum besar massa m1 agar dapat bergerak

turun ? Catatan: Massa tali dan katrol diabaikan dan tidak ada gesekan antara massa m2

dengan bidang miring.