Sistem Partikel dan Tumbukan dalam Bioteknologi

disusun oleh :

Dea Ayu Faridah

NIM : 210343606436

A. URAIAN MATERI

SISTEM PARTIKEL

Sistem partikel adalah sistem atau benda yang tersusun dari banyak partikel yang tersebar secara kontinyu pada suatu benda. Ada beberapa hal yang berkaitan dengan sistem partikel, yaitu sebagai berikut :

Pusat Massa

Pusat massa ialah titik pusat massa benda dari suatu benda. Dalam benda tegar, titik pusat massa bersifat tetap. Dalam ruang bebas , letak pusat massa terdapat pada titik diantara posisi massa dengan benda. Pusat massa merupakan dasar untuk menentukan rumus lain dalam kajian fisika seperti momentum sudut atau momen inersia. Penetapan pusat massa dalam kehidupan sehari-hari, contohnya pada mekanika orbital.

contoh peristiwa pusat massa

Rumus dari pusat massa :

Secara matematis persamaan tersebut bisa diubah menjadi :

Persamaan tersebut berlaku untuk satu dimensi. Jika kedua partikel berada dalam sebuah bidang (2 dimensi) maka bisa ditambahkan persamaan pusat massa koordinat y, yaitu sebagai berikut :

2. Gerak Pusat Massa

Gerak pusat massa didapat dari pengertian pusat massa, kecepatan gerak massa didapat dari derifitas persamaan pusat massa :

Kemudian dikalikan dengan M, maka diperoleh rumus :

Ada dua gaya yang bekerja pada sistem partikel yaitu gaya internal dan gaya eksternal. Pada gaya internal terjadi gaya aksi -reaksi sehingga jumlah total gaya = 0. Jadi gaya yang bekerja hanya gaya eksternal. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa gaya eksternal dapat mengubah gerak pusat massa. Jika gaya eksternak pada sistem tidak bekerja, maka total momentum dalam sistem tetap konstan, dirumuskan sebagai berikut :

TUMBUKAN

Tumbukan merupakan peristiwa bertubrukan atau bertemunya dua partikel atau lebih. Ada beberapa jenis tumbukan, yaitu :

1. Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan lenting sempurna adalah peristiwa tumbukan dengan jumlah energi kinetiknya tetap, baik sebelum maupun sesudah tumbukan terjadi. Rumus sistematis :

2. Tumbukan Lenting Sebagian

Tumbukan lenting sebagian adalah peristiwa tumbukan dengan jumlah energi kinetiknya berkurang setelah terjadi tumbukan. Rumus sistematis :

3. Tumbukan Tidak Lenting

Dalam tumbukan tidak lenting benda-benda yang bertumbukan akan menjadi satu dan kecepatan benda-benda tersebut sama. Rumus sistematis :

B. FENOMENA DALAM BIDANG BIOTEKNOLOGI

Kita tentu tidak asing dengan rekayasa genetik. Rekayasa genetik adalah salah satu pengembangan ilmu bioteknologi yang terfokus pada mengubahan gen dari suatu organisme, baik menambah atau menguranginya. Dengan tujuan meningkatkan kualitas dari organisme tersebut.

Gen merupakan unit terkecil dalam suatu materi genetik. Sedangkan partikel merupakan satuan terkecil dalam suatu materi. Jadi, secara umum rekayasa genetik dan system partikel mempunyai kesamaan konsep dasar, yaitu sama-sama menggunakan komponen terkecil dari suatu materi. Hal ini merupakan salah satu fenomena penerapan konsep sistem partikel dalam bidang bioteknologi.

C. TEKNOLOGI PADA BIDANG BIOTEKNOLOGI

Penyakit kanker merupakan salah satu penyakit dengan angka kematian tertinggi yang ada di dunia. Pendiagnosaan penyakit kanker lebih awal sangat penting agar bisa cepat ditangani sesuai prosedur yang ada sehingga pengobatan dan perawatan yang dijalaninya nanti bisa berjalan dengan efektif. Oleh karena itu, dibutuhkan teknologi pendiagnosaan kanker yang efektif dalam mengidentifikasi banyaknya biomarker kanker dalam tubuh seseorang.

Biosensor merupakan perangkat analisis yang menggabungkan komponen hayati dengan pendeteksi fisiokimia yang berguna untuk mendeteksi suatu zat tertentu. Dalam dunia medis, biosensor ini telah digunakan dalam banyak hal. Salah satunya adalah pendiagnosaan sel kanker dalam tubuh manusia. Namun, hal tersebut dirasa kurang efektif. Oleh sebab itu, diperlukan kombinasi biosensor dengan suatu teknologi agar pendiagnosaan bisa lebih efektif.

Nanopartikel adalah partikel yang memiliki ukuran 10 hingga 1000 nm. Dalam dunia medis, teknologi nanopartikel dimanfaatkan sebagai banyak hal. Salah satunya adalah sebagai pendiagnosa penyakit kanker yang dikombinasikan dengan biosensor. Pengaplikasian teknologi nanopartikel dalam sel kanker yaitu mengkonjugasikan nanocarrier yang mengandung komponen kemoterapi atau komponen diagnostik dengan molekul yang berikatan dengan antigen, yang nantinya akan terdeteksi oleh reseptor pada sel target. Obat yang telah dikombinasikan dengan teknologi nanopartikel dapat dikonjugasikan dengan suatu ligand agar lebih efektif dalam mengidentifikasi sel target.

Pengkombinasian antara teknologi nanopartikel dengan biosensor diaplikasikan pada perangkat transdusel, ligand pengenalan, label dan system nanorunning. Keuntungan yang diperoleh dari kombinasi teknologi nanopartikel dengan biosensor adalah perangakat yang digunakan semakin sederhana, dan juga sensitivitas dalam mendeteksi banyaknya sel kanker dalam tubuh manusia semakin tinggi.

D. CONTOH SOAL PADA BIDANG BIOTEKNOLOGI

Peluru dengan massa 15 gram ditembakan arah mendatar ke dalam balok kayu 3 kg yang digantungkan pada tali. Peluru menancap pada kayu itu. Tentukan kecepatan peluru jika tumbukan tersebut menyebabkan balok itu bergerak sampai 10 cm di atas kedudukan semula!
Penyelesaian :

Diketahui: mp = 0,015 kg, mb = 3 kg, h = 0,1 m

Ditanya: vp ?

Jawab:

·         Dari kekekalan momentum: (0,015 kg) + 0 = (3,015 kg) v gab

·         Dari kekekalan energi:

K tepat sesudah tumbukan = U pada saat balok setinggi 0,1 m

½ (3,015 kg) (v gab) ^2 =(3,015 kg) (9,8 m/s^2) (0,1 m)

v gab = 1,40 m/s

·         Kini nilai vgab dimasukan ke persamaan kekekalan momentum, maka diperoleh nilai vp = 281 m/s.

E. PERMASALAHAN KONTEKSTUAL PADA BIDANG BIOTEKNOLOGI, SOLUSI PENYELESAIAN YANG SUDAH ADA, SOLUSI TERBARU YANG DITAWARKAN DAN DESAIN MINIATUR TEKNOLOGI PENYELESAIAN

Di masa pandemi seperti ini, banyak orang yang terinfeksi virus Covid-19 tanpa menunjukkan suatu gejala, hal ini menyebabkan terlambatnya perawatan dan pengobatan bagi pasien Covid-19. Hal ini menjadi salah satu penyebab tingginya kasus Covid-19 di Indonesia. Saat ini, telah banyak teknologi-teknologi yang ditemukan dalam dunia medis untuk mencegah, menghambat, ataupun mengobati seseorang yang terkena virus Covid-19. Contohnya seperti GeNose yang mendeteksi virus covid-19 melalui nafas dan juga Thermal Scanner Camera yang digunakan sebagai pendeteksi seseorang terkena virus covid-19 dengan mendeteksi suhu tubuh orang yang bersangkutan.

Melalui nafas, GeNose bisa mendeteksi partikel senyawa yang biasanya ada pada pasien covid-19, namun berdasarkan penelitian senyawa tersebut juga ada pada seorang perokok aktif sehingga ada beberapa orang yang meragunakan keefektifan alat ini. Untuk Thermal Scanner Camera hanya bisa mendeteksi suhu tubuh seseorang, jika orang tersebut memiliki suhu diatas 37 derajat celcius, maka orang tersebut harus mendapatkan perawatan. Padahal orang tersebut belum tentu terkena virus.

Berdasarkan kasus diatas, maka diperlukan sebuah alat untuk mendeteksi adanya senyawa oraganik mudah menguap (VOC) yang biasanya terdapat pada orang yang terkena virus covid-19. Alat yang dimaksud adalah sebuah sensor atau pendeteksi partikel sederhana , yaitu alat yang bisa mendeteksi partikel senyawa VOC pada tubuh seseorang. Alat tersebut bisa dari pengembangan alat yang sudah ada ataupun membuat alat baru yang bisa memenuhi kekurangan alat yang sudah ada. Misalnya seperti pengembangan Thernal Scanner Camera yang dikombinasikan dengan Biosensor untuk mengenali partikel senyawa mudah menguap (VOC) pada orang yang terkena virus. Biosensor adalah perangkat analitik yang mencakup kombinasi elemen pendeteksi biologis seperti system sensor dan transdusel. Namun, dalam pembuatan alat ini perlu dipertimbangankan keunggulan, kekurangan, dan juga biaya yang dibutuhkan dalam pembuatan alat ini. Hingga kini, belum ada kajian lebih mendalam mengenai hal tersebut. Berikut desain miniatur dari alat tersebut :

F. CONTOH ARTIKEL (PERMASALAHAN KONTEKSTUAL DAN SOLUSI PENYELESAIAN) YANG SESUAI

BUKTI CEK PLAGIASI :

Cari Blog Ini

Bisa Fisika