Merajut ilmu: pendekatan interdisipliner dalam pembelajaran IPA melalui studi mekanisme aliran darah

Abstract

Sistem peredaran darah manusia merupakan contoh nyata dari penerapan mekanika fluida dalam biologi. Studi ini bertujuan untuk menganalisis dinamika aliran darah melalui pendekatan fisika dengan menggunakan model matematis seperti persamaan Navier-Stokes, hukum Hagen-Poiseuille, serta model fluida Casson dan Power-Law. Penelitian ini dilakukan dengan metode kajian literatur menggunakan 17 referensi yang diperoleh melalui perangkat Publish or Perish. Analisis literatur dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu (1) pencarian dan seleksi artikel berdasarkan relevansi dengan topik mekanika fluida dalam sistem peredaran darah, (2) sintesis informasi terkait model matematis dan aplikasinya dalam studi aliran darah, serta (3) analisis integrasi fisika dan biologi dalam bidang medis. Hasil kajian menunjukkan bahwa aliran darah dalam tubuh dipengaruhi oleh faktor viskositas, tekanan, diameter pembuluh darah, serta elastisitas dinding pembuluh. Model Navier-Stokes menjelaskan dinamika fluida darah, sedangkan hukum Hagen-Poiseuille menggambarkan hubungan antara tekanan dan viskositas dalam pembuluh. Model fluida Casson dan Power-Law lebih akurat dalam merepresentasikan karakteristik darah sebagai fluida non-Newtonian, khususnya dalam kondisi stenosis. Integrasi fisika dan biologi dalam kajian ini terlihat dalam penerapan konsep fluida untuk memahami fenomena hemodinamika dan pengembangan teknologi medis, seperti ultrasonografi Doppler dan desain katup jantung buatan. Namun, penelitian ini menemukan kesenjangan dalam studi mengenai pengaruh faktor lingkungan terhadap aliran darah dan pemanfaatan kecerdasan buatan dalam pemodelan yang lebih akurat. Oleh karena itu, penelitian lebih lanjut diperlukan guna mengembangkan model yang lebih representatif terhadap kondisi fisiologis nyata.