konsep-konsep kinematika - direktori file...
TRANSCRIPT
KONSEP-KONSEP KINEMATIKA
TERMINOLOGI STANDAR :
Mengkomunikasikan informasi khusus tentang gerak manusia (human movement) memerlukan terminologi khusus yang mengidentifikasi posisi dan arah tubuh dengan tepat
Posisi Anatomis (Anatomical reference position) :
Adalah posisi berdiri tegak dengan kaki sedikit lebar, kedua lengan rileks di samping badan, telapak tangan menghadap ke depan. Posisi ini bukan posisi berdiri alamiah, tetapi merupakan orientasi tubuh yang digunakan sebagai posisi permulaan ketika istilah-istilah gerak didefinisikan
ISTILAH-ISTILAH ARAH
Dalam menjelaskan hubungan bagian-bagian tubuh atau kedudukan benda yang berkaitan dengan tubuh manusia, maka diperlukan istilah-istilah arah :
Superior : lebih dekat ke kepala (cranial)
Inferior : jauh dari kepala (caudal)
Anterior : ke arah depan badan (ventral)
Posterior : ke arah belakang badan (dorsal)
Medial : Ke arah garis tengah tubuh
Lateral : jauh dari garis tengah tubuh
Proximal : lebih dekat ke togok (mis: lutut lebih proximal
dari ankle
Distal : jauh dari togok (mis: wrist lebih distal dari pada
sikut)
BIDANG ANATOMIS
Tiga bidang hayal (cardinal plane) membagi massa tubuh menjadi tiga dimensi
Sebuah bidang merupakan permukaan dua dimensi dimana orientasinya ditunjukkan dengan koordinat ruang dari tiga titik yang terputus-putus yang semuanya tidak berada pada garis yang sama (sebagai permukaan datar hayal) : sagittal plane, frontal plane, dan transverse plane
Sagittal plane (anteroposterior plane) : membagi tubuh secara vertikal kiri dan kanan dengan massa sama besar
Frontal plane (coronal plane) : membagi tubuh secara vertikal depan dan belakang
Transverse plane (horizontal plane) : membagi tubuh bagian atas dan bawah
Pada posisi anatomis, tiga bidang ini berpotongan pada satu titik yang disebut titik berat badan (center of gravity)
Tiga bidang cardinal
SUMBU ANATOMIS
Ketika sebuah segmen tubuh manusia bergerak, maka segmen tersebut berputar melalui sumbu rotasi hayal yang melewati sendi.
Ada tiga sumbu :
Transverse axis (frontal axis) : tegak lurus dengan bidang sagittal
Anteroposterior axis : rotasi pada bidang frontal yang terjadi melalui sumbu sagittal
Longitudinal axis : sumbu tempat terjadinya rotasi
pada bidang transverse
Rotasi segmen tubuh melalui sendi terjadi di sekitar garis hayal yang disebut sumbu rotasi yang melewati pusat sendi
Pada lari, sumbu rotasinya sumbu frontal yang melalui bahu dan panggul
Jumping jack, sumbu rotasinya melalui
bahu dan panggul
Rotasi pada bidang transverse terjadi
melalui sumbu longitudinal
BENTUK-BENTUK GERAK
Kebanyakan gerak manusia adalah general motion, yaitu kombinasi dari komponen gerak linier dan anguler.
Karena gerak linier dan anguler merupakan bentuk gerakan murni, maka ketika melakukan analisis akan berguna untuk menguraikan gerakan yang kompleks menjadi komponen linier dan anguler.
GERAK LINIER (Linear Motion)
Gerak linier murni menyangkut gerak beraturan dari suatu sistem di mana seluruh bagian sistem bergerak dengan arah dan kecepatan yang sama
Gerak linier disebut juga translatory motion (translation)
Gerak linier – merupakan gerak sepanjang sebuah garis
jika garisnya lurus, maka geraknya disebut rectilinear
jika garisnya lengkung (curved), maka geraknya disebut gerak curvilinear
Seorang pesenam melakukan gerak rectilinear,curvilinear, dan rotasi
GERAK ANGULER (Angular Motion)
Gerak anguler merupakan rotasi di sekitar garis hayal pusat yang disebut sumbu rotasi (axis of rotation), yang berorientasi tegak lurus terhadap bidang rotasi.
GERAK KOMBINASI (General Motion)
Yaitu kombinasi dari gerak translasi dan rotasi.
Seorang pelari dipindahkan dengan melakukan gerak anguler dari segmen tubuh pada panggul, lutut, dan ankle. Gerak manusia biasanya memperlihatkan gerak kombinasi dari pada linier dan anguler
General motion merupakan kombinasi dari gerak linier dang anguler
GERAK PADA BIDANG SAGITTAL
Dari posisi anatoms, tiga gerakan yang utama terjadi pada bidang sagittal : Flexion, extension, dan hyperextension
Flexion termasuk rotasi pada bidang sagittal ke depan dari kepala, togok, lengan atas, lengan depan, tangan, dan panggul
Extension yaitu gerakan yang mengembalikan segmen tubuh ke posisi anatomis dari posisi fleksi
Hyperextension yaitu rotasi ke luar dari posisi anatomis dengan arah berlawanan dengan arah fleksi
Gerakan bahu pada bidang sagittal
Dorsifleksi dan plantar fleksi: gerakan kaki pada bidang sagittal
Gerakan panggul pada bidang frontal
GERAK PADA BIDANG FRONTAL
Gerak rotasi pada bidang frontal meliputi :
Abduction dan adduction
Abduction : menggerakkan segmen tubuh menjauhi garis
tengah tubuh
Adduction : menggerakkan segmen tubuh mendekati
garis tengah tubuh
Gerakan lain pada bidang ini :
lateral fleksi ke kiri dan kanan dari togok
elevasi dan depresi dari bahu arah superior dan inferior
Gerakan tungkai dan lengan pada bidang transverse
Gerakan pada bidang frontal
Gerakan tangan dan kaki pada bidang frontal
Gerakan bahu pada bidang transverse
MINGGU DEPAN : KONSEP KINETIKA
Massa
Inersia
Berat
Torque
Impulse
KONSEP-KONSEP KINETIKA
Partisipasi olahraga melibatkan aplikasi gaya-gaya pada bola, bat, raket, stik golf, dan absorpsi gaya impact dengan bola, tanah atau lantai, dan lawan dalam contact sports.
Pemahaman konsep-konsep massa, inersia, berat, torque, dan impulse memberikan fondasi yang bermanfaat untuk memahami efek dari gaya-gaya.
1. MASSA
Massa (m) adalah kuantitas atau jumlah materi yang mengisi suatu benda
Satuan massa (metric system) = kg (0,068 slug)
(English system) = slug (14,6 kg)
2. INERSIAInersia adalah tahanan yang menghambat aksi (gerakan)
Inersia merupakan kecenderungan dari suatu benda untuk mempertahankan keadaan geraknya, pada saat diam (motionless) atau bergerak dengan kecepatan konstan.
Contoh :
150 kg barbel yang ada (diam) di atas lantai, akan
mempunyai kecenderungan untuk tetap diam.
Skater yang meluncur di atas permukaan es yang
halus mempunyai kecenderungan untuk tetap
meluncur pada garis lurus dengan kecepatan konstan
Meskipun inersia tidak mempunyai satuan pengukuran, tetapi jumlah inersia yang dimiliki suatu benda berbanding lurus dengan massa benda tersebut.
The more massive an object, the more it tends to maintain its current state of motion and the more difficult it is to disrupt that state
3. GAYA (FORCE)
Gaya merupakan dorongan atau tarikan yang beraksi pada sebuah benda
Gaya ditandai dengan besaran (magnitude), arah (direction) dan titik di mana gaya diterapkan (point of application)
Berat badan, gesekan, tahanan udara, gaya reaksi –gaya-gaya yang beraksi pada tubuh manusia
Gaya merupakan produk dari massa benda dengan percepatan benda yang diakibatkan gaya tersebut
F = ma
Metric system : Newton (N) = 1 kg massa dengan percepatan 1 m/det2
1 N = (1 kg) (1 m/det2 )
English system : pound ( lb) 1 lb = 1 slug massa dengan percepatan 1 ft/det2
1 lb = 4,45 N
1 lb = (1 slug) (1 ft/det2 )
4. BERAT
Berat (weight) adalah jumlah gaya gravitasi yang digunakan pada sebuah benda
Wt = mag
Karena berat merupakan sebuah gaya, maka satuan berat adalah satuan untuk gaya (N atau lb)
Karena massa sebuah benda meningkat, maka beratnya meningkat secara proporsional.
Faktor proporsionalitasnya adalah percepatan gravitasi
yang besarnya = 9,81 m/det2
Tanda negatif menunjukkan bahwa percepatan gravitasi mempunyai arah ke bawah atau pusat bumi.
Di bulan atau planet lainnya (percepatan gravitasinya berbeda), maka berat sebuah benda berbeda, meskipun massanya tetap sama.
Karena berat merupakan sebuah gaya, maka berat ditandai dengan besaran, arah , dan titik aplikasi
Arah dimana gaya berat bekerja selalu ke arah pusat bumi.
Titik dimana gaya berat bekerja pada sebuah benda disebut titik berat benda (center of gravity)
Meskipun berat benda selalu dinyatakan dalam kilogram,
tetapi sebenarnya merupakan satuan untuk massa.
Berat selalu dinyatakan dengan Newton dan massa dengan kilogram
Contoh :
1. Jika dalam suatu skala seseorang mempunyai massa
68 kg, berapakah berat orang tersebut ?
Jawab : Wt = mag
1 kg = 2,2 lb
Wt = (68 kg) (9,81m/det2)
Wt = 667 N
(68 kg) (2,2 lb/kg) = 150 lb
2. Berapakah massa dari sebuah benda yang beratnya
1200 N ?
Dik : Wt = 1200 N
Jawab : Wt = mag
1200 N = m (9,81 m/det2)
1200 N = m
9,81 m/det2
m = 122,32 kg
5. TORQUE
Bila sebuah gaya diberikan pada suatu benda seperti pensil di atas meja, maka akan menghasilkan gerak translasi dan kombinasi.
Jika gaya yang diberikan arahnya paralel dengan bagian atas meja dan melalui titik berat pensil (centric force), maka pensil akan dipindahkan searah dengan gaya yang diberikan. Jika gaya yang diberikan paralel dengan atas meja tetapi diarahkan tidak melalui titik berat pensil (eccentric force), maka pensil akan bergerak secara translasi dan rotasi.
Efek rotasi yang diciptakan oleh sebuah gaya eksentrik disebut torque (T) atau momen gaya (moment of force)
Torque merupakan produk dari gaya (F) dengan jarak tegak lurus (d) dari garis gaya terhadap sumbu rotasi
T = Fd
Semakin besar jumlah momen gaya yang bekerja pada sumbu rotasi, maka semakin besar kecenderungan untuk terjadinya rotasi.
Satuannya adalah Newton-meter (N-m)
SATUAN – SATUAN BESARAN KINETIKA
Besaran Simbol Metrik Inggris
massa m kg slug
gaya F N lb
tekanan p Pa psi
volume (padat) V m3 ft3
(cair) liter galon
densitas ρ kg/ m3
torque T N-m ft-lb
impuls N.det lb.det
6. TEKANAN
Tekanan (p) didefinisikan sebagai jumlah gaya yang bekerja pada unit area tertentu (A)
F
p =
A
Satuan tekanan N / cm3 dan Paskal (Pa)
Pa = N / m2
Sistim Inggris = psi (pound per square inch) (lb/in2)
Contoh :
Mana yang lebih sakit diinjak dengan sepatu yang agak runcing bawahnya ataukah dengan sepatu yang bawahnya datar dan lembut ? Sepatu yang agak runcing akan lebih menyakitkan – kaitannya dengan perbedaan jumlah tekanan yang diberikan oleh dua jenis sepatu yang berbeda
Pada kondisi tersebut, jumlah gaya yang digunakan pada kaki tersebut merupakan berat tubuhnya. Area dimana gaya terdistribusi adalah area kontak antara sol sepatu dan kakinya
Contoh soal :
Dalam contoh di atas, jika berat orang yang menginjak tersebut adalah 556 N, area permukaan sepatu yang runcing 4 cm2 dan area permukaan sepatu yang datar 175 cm2 . Berapakah besarnya tekanan yang diberikan tiap sepatu ?
Dik : Wt = 556 N
A1 = 4 cm2
A2 = 175 cm2
Rumus : p = F / A
Perlu diingat kembali bahwa berat adalah gaya
556 N
p = = 139 N / cm2
4 cm2
556 N
p = = 3,177 N / cm2
175 cm2
Perbandingan jumlah tekanan 139
dari kedua sepatu : = 43,75
3,18
7. IMPULS
Bila sebuah gaya diberikan pada suatu benda, maka gerak yang dihasilkan benda tidak hanya ditentukan oleh besarnya gaya yang diberikan, tetapi juga ditentukan oleh lamanya gaya diberikan.
Hasil kali antara gaya dan waktu dinamakan impuls
Impuls = Ft
Suatu perubahan besar pada gerak sebuah benda dapat disebabkan oleh sedikit gaya yang bekerja dengan waktu yang lama atau gaya yang besar dengan waktu yang singkat.
Bola golf yang menggelinding di atas rumput lama-
kelamaan kehilangan kecepatan yang disebabkan
adanya gaya yang kecil dari gesekan menggelinding.
Kecepatan bola baseball yang dipukul dengan bat
berubah, karena gaya yang besar digunakan oleh bat
selama kontak dengan bola.
Ketika melakukan vertical jump, semakin besar impuls
yang diciptakan terhadap lantai, maka semakin besar
kecepatan take-offnya, dan semakin tinggi
lompatannya