Budi Septiawan, S.Ked

BIOMEKANIKA

HUKUM DASAR BIOMEKANIKA

• Isaac Newton (1643-1727) mempelajari gerakan mekanik pada manusia dan hewan

• Ada 3 hukum dasar biomekanika :– Hukum Newton pertama

• Hukum inersia (kelembaman) : “setiap objek berlangsung dalam keadaan istirahat, atau gerakan yang sama pada suatu garis lurus, kecuali benda itu dipaksa untuk berubah keadaan oleh gaya yang bekerja padanya”

– Hukum Newton kedua• Apabila ada gaya yang bekerja pada suatu benda maka

benda akan mengalami suatu percepatan yang arahnya sama dengan arah gaya

• F = m.a (F=gaya/N; m=massa benda/kg; a=percepatan/ms-2)

– Hukum Newton ketiga• Untuk setiap aksi selalu ada reaksi yang arahnya

berlawanan

GAYA PADA TUBUH

Gaya yang bekerja pada tubuh manusia dibagi 2 tipe :1. Gaya pada tubuh dalam keadaan statis

Tubuh dalam keadaan statis/stasioner berarti objek/tubuh dalam keadaan seimbang berarti pula jumlah gaya dalam segala arah sama dengan nol dan jumlah momen gaya terhadap sumbu juga nol

Ada 3 macam sistem pengumpil yang bekerja pada tubuh :a. Klas I : Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan gaya ototb. Klas II : Gaya berat diantara titik tumpuan dan gaya ototc. Klas III : Gaya otot terletak dianatara titik tumpuan dan gaya berat

2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis

▲ ▲▲

W = gaya berat

W

W MM

M = gaya ototKlas I Klas II Klas III

a. Klas I : Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan gaya otot

b. Klas II : Gaya berat diantara titik tumpuan dan gaya otot

c. Klas III : Gaya otot terletak dianatara titik tumpuan dan gaya berat

Perbandingan antara gaya otot dan gaya berat

KEUNTUNGAN MEKANIK

▲

W M

Oleh karena momen gaya terhadap titik tumpu = 0 maka :

Keuntungan Mekanik (K.M) = M / W

• Analisa Gaya :– Gaya vertikal– Gaya horisontal– Gaya yang mmbentuk sudut

• PenggunaanKlinik Analisa gaya :– Traksi leher– Traksi tulang– Taraksi kulit– dll

• Traksi Leher

• Traksi Kulit

• Traksi tulang

• Traksi dengan gaya verikal

• Traksi manual

PUSAT GRAVITASI TUBUH

• Titik yang dipakai gaya gravitasi pada tubuh

• Merupakan bagian dari pusat massa• Penentuan pusat gravitasi tubuh berguna

untuk menganalisis loncat tinggi, gymnastik, dll

• Teknik menentukan pusat gravitasi ada beberapa cara :– Menggantungkan objek (yang akan

ditentukan pusat gravitasi) pada dua titik yang berbeda

– Berdiri diatas sebuah papan di mana kedua ujung papan terletak di atas timbangan

– Metode grafik– Metode analisis

KESEIMBANGAN DAN STABILITAS

• Bumi menggunakan gaya tarik pada massa benda. Setiap elemen massa yang kecil dari suatu objek ditarik oleh bumi

• Jumlah gaya tersebut adalah total berat badan• Berat badan merupakan gaya yang bekerja

melalui titik tunggal disebut pusat massa atau pusat gravitasi

• Posisi pusat massa dengan dasar penyokong yang kuat menentukan keadaan tubuh stabil atau tidak

• Tubuh dalam keadaan seimbang dibawah aksi gravitasi apabila pusat massanya berada di atas dasar penyokong

STABILITAS TUBUH

STABIL STABIL TIDAK STABIL

KESEIMBANGAN

1. Keseimbangan labil

disebabkan garis pusat gravitasi jatuh di luar dasar penyokong dan luas dasar penyokong terlalu kecil

2. Keseimbangan stabil

dapat tercapai apabila benda dalam kedudukan :

Kontak dengan dasar/permukaan pijakan luas

Pusat gravitasi terletak rendah dan garis pusat gravitasi terletak di dalam benda

PERTIMBANGAN KESEIMBANGAN TUBUH

• Pusat gravitasi orang berdiri dengan lengan disamping kira-kira 56% dari tinggi orang tersebut diukur dari telapak kaki

• Pusat gravitasi akan berubah apabila orang tersebut bergerak dan membungkuk

• Keseimbangan memerlukan pemeliharaan pusat gravitasi diatas kaki. Orang akan terjatuh apabila pusat gravitasinya dipindahkan melebihi posisi kaki.

• Apabila seseorang membawa barang yang berat, tubuh cenderung mengalami kompensasi dengan jalan membungkuk dan memperpanjang anggota badan sehingga merubah pusat gravitasi dibelakang atas kaki

KESEIMBANGAN TUBUH

• Terjadi apabila gaya yang bekerja padanya saling meniadakan dan tubuh dalam keadaan istirahat

• Bisa tercapai dan ditingkatkan apabila : Letak pusat gravitasi direndahkan (posisi duduk atau

tidur) Peningkatan luas permukaan penyangga (posisi tidur,

duduk, waktu berjalan, bertinju kedua kaki dilebarkan)

• Dapat dikurangi dengan cara : Meningkatkan pusat gravitasi (angkat tangan ke atas,

menjunjung barang di atas kepala) Mengurangi dasar permukaan penyangga (menjinjit

atau berdiri dengan satu kaki)

MOMENTUM

• Definisi : Hasil kali massa dan kecepatannya• Rumus : P = m.V

V1

V1 V2

V2m1

m2

m2m1

m2

m1

N1

N1

N2

N2

N2

N2

W1

W2

W2

W2

W1

W1

F12

F21

Sebelum Tabrakan

Selama Tabrakan

Setelah Tabrakan

KEGUNAAN MOMENTUM DALAM OLAHRAGA

• Aktivitas atletik : mencoba untuk meningkatkan pemindahan momentum

• Contoh :Karate : memindahkan momentum yang

besar berkaitan dengan kecepatan gerak dari lengan daripada seluruh badan

Lempar peluru : pemindahan bentuk kecepatan lambat dari gerak massa seluruh tubuh menjadi kecepatan tinggi disalurkan kepada peluru