BIOMEKANIKA
Hukum Dasar Biomekanika (Newton’s
Low of Motion)
Sir Isaac
Newton adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi dan
juga ahli kimia yang berasal dari Inggris. Beliau merupakan pengikut aliran
heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan
dikatakan sebagai bapak ilmu fisika modern.
Dengan berbagai hasil karya ilmiah yang dicapainya, Newton menulis sebuah buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, dimana pada buku tersebut dideskripsikan mengenai teori gravitasi secara umum, berdasarkan hukum gerak yang ditemukannya, dimana benda akan tertarik ke bawah karena gaya gravitasi. Bekerja sama dengan Gottfried Leibniz, Newton mengembangkan teori kalkulus. Newton merupakan orang pertama yang menjelaskan tentang teori gerak dan berperan penting dalam merumuskan gerakan melingkar dari hukum Kepler, dimana Newton memperluas hukum tersebut dengan beranggapan bahwa suatu orbit gerakan melingkar tidak harus selalu berbentuk lingkaran sempurna (seperti elipse, hiperbola dan parabola).
Dengan berbagai hasil karya ilmiah yang dicapainya, Newton menulis sebuah buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, dimana pada buku tersebut dideskripsikan mengenai teori gravitasi secara umum, berdasarkan hukum gerak yang ditemukannya, dimana benda akan tertarik ke bawah karena gaya gravitasi. Bekerja sama dengan Gottfried Leibniz, Newton mengembangkan teori kalkulus. Newton merupakan orang pertama yang menjelaskan tentang teori gerak dan berperan penting dalam merumuskan gerakan melingkar dari hukum Kepler, dimana Newton memperluas hukum tersebut dengan beranggapan bahwa suatu orbit gerakan melingkar tidak harus selalu berbentuk lingkaran sempurna (seperti elipse, hiperbola dan parabola).
Newton
menemukan spektrum warna ketika melakukan percobaan dengan melewati sinar putih
pada sebuah prisma, dia juga percaya bahwa sinar merupakan kumpulan dari
partikel-partikel. Newton juga mengembangkan hukum tentang pendinginan yang di
dapatkan dari teori binomial, dan menemukan sebuah prinsip momentum dan angular
momentum. Pendapat Kepala Akademi Ilmiah Berlin tentang Newton: "Newton
ialah seorang jenius besar yang pernah ada dan paling beruntung, yang tak bisa
kita temukan lebih dari suatu sistem dunia untuk didirikan." Newton
dilahirkan di Woolsthorpe-by-Colsterworth, hamlet di county Lincolnshire lahir
secara prematur, dimana saat itu bayi prematur tidak diharapkan kehadirannya di
dunia. Ayahnya, Isaac, meninggal tiga bulan sebelum kelahiran Newton, dan dua
tahun kemudian ibunya, Hannah Ayscough Newton, menikah dengan lelaki lain dan
meninggalkan Newton dengan neneknya. Newton merupakan kanak-kanak pintar.
Berdasarkan pernyataan E.T. Bell
(1937, Simon and Schuster) dan H. Eves:
Newton
memulai sekolah saat tinggal bersama neneknya di desa dan kemudian dikirimkan
ke sekolah bahasa di daerah Grantham dimana dia akhirnya menjadi anak terpandai
di sekolahnya. Saat bersekolah di Grantham dia tinggal di-kost milik apoteker
lokal yang bernama William Clarke. Sebelum meneruskan kuliah di Universitas
Cambridge pada usia 19, Newton sempat menjalin kasih dengan adik angkat William
Clarke, Anne Storer. Saat Newton memfokuskan dirinya pada pelajaran, kisah
cintanya dengan menjadi semakin tidak menentu dan akhirnya Storer menikahi
orang lain. Banyak yang menegatakan bahwa dia, Newton, selalu mengenang kisah
cintanya walaupun selanjutnya tidak pernah disebutkan Newton memiliki seorang
kekasih dan bahkan pernah menikah.
Sejak
usia 12 hingga 17 tahun, Newton mengenyam pendidikan di sekolah The Kings
School yang terletak di Grantham (tanda tangannya masih terdapat di
perpustakaan sekolah). Keluarganya mengeluarkan Newton dari sekolah dengan
alasan agar dia menjadi petani saja, bagaimanapun Newton terlihat tidak
menyukai pekerjaan barunya. Tapi pada akhirnya setelah meyakinkan keluarga dan
ibunya dengan bantuan paman dan gurunya, Newton dapat menamatkan sekolah pada
usia 18 tahun dengan nilai yang memuaskan.
Biomekanika adalah
disiplin sumber ilmu yang mengintegrasikan faktor-faktor yang mempengaruhi
gerakan manusia, yang diambil dari pengetahuan dasar fisika, matematika, kimia,
fisiologi, anatomi dan konsep rekayasa untuk menganalisa gaya yang terjadi pada
tubuh.
HUKUM
NEWTON I
l every object persist in its state of rest or uniform motion
in a straight line unless it is compelled to change that state by forces
impressed on it.
l Setiap benda akan mempertahankan posisinya saat benda
tersebut bergerak lurus beraturan kecuali dipaksa berubah dengan menggunakan
gaya yang mempengaruhinya.
l “setiap objek berlangsung
dalam keadaan istirahat, atau gerkan yang sama pada suatu garis lurus. Kecuali
benda itu di paksa untuk berubah keadaan oleh gaya yang bekerja padanya”.
l Hukum Newton I disebut juga hukum
kelembaman (Inersia).
Sifat lembam benda adalah sifat mempertahankan keadaannya, yaitu keadaan tetap diam atau keadaan tetap bergerak beraturan.
Sifat lembam benda adalah sifat mempertahankan keadaannya, yaitu keadaan tetap diam atau keadaan tetap bergerak beraturan.
l Intinya adalah tidak ada total gaya yang bekerja pada benda
(jika semua gaya saling berlawanan) sehingga kecepatannya akan konstan. Ketika
kecepatan sama dengan nol (v=0), maka benda akan diam. Saat gaya eksternal
diberikan pada benda tersebut, maka kecepatannya akan berubah oleh gaya itu (v
< > 0). jumlah F = 0
HUKUM
NEWTON II
l Force is equal to the change in momentum (mV) per change in
time. For a constant mass, force equals mass times acceleration.
l menjelaskan bagaimana kecepatan benda
berubah ketika menerima gaya eksternal. HK Newton II mendefinisikan gaya
sama dengan perubahan momentum (massa dikali kecepatan) tiap perubahan
waktu.
l “apabila ada gaya yang bekerja
pada suatau benda maka benda akan mengalami suatu percepata yang arahnya sama
dengan arah gaya.”
l F = m . a
•
m = massa benda, dinyatakan 1 kg massa
•
a = percepatan 1 mS-2
•
F = gaya, 1 kg mS-2 = 1 N
l If you want to calculate the acceleration, first you need
to modify the force equation to get a = F/m.
l When you plug in the numbers for force (100 N) and mass (50
kg), you find that the acceleration is 2 m/s2.
l a = 100/50
a = 2 m/s2.
HUKUM
NEWTON III
l For every action, there is an equal and opposite re-action.
l Setiap aksi pasti terdapat reaksi yang searah dan
berlawanan.
l Jika suatu benda mengerjakan
gaya pada benda kedua maka benda kedua tersebut mengerjakan juga gaya pada
benda pertama, yang besar gayanya = gaya yang diterima tetapi berlawanan arah
l Perlu diperhatikan bahwa kedua
gaya tersebut harus bekerja pada dua benda yang berlainan.
l Maksudnya, ketika terdapat dua benda, A dan B. Benda A
memberikan gaya (mendorong) pada benda B, maka benda B juga akan memberikan
gaya yang sama pada benda A.
l F aksi = - F reaksi
1. Gaya Berat
Berat sebuah benda adalah gaya tarikan gravitasi antara benda dan bumi. Gaya ini sebanding dengan massa m benda itu dan medan gravitasi , yang juga sama dengan percepatan gravitasi jatuh bebas :
Berat benda merupakan sifat intrinsik benda.
Berat bergantung pada lokasi benda, karena g bergantung pada lokasi. Gaya berat selalu tegak lurus kebawah dimana pun posisi benda diletakkan, apakah dibidang horisontal, vertikal ataupun bidang miring
2. Gaya Normal
Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua prmukaan yang bersentuhan, dan arahnya selalu tegak lurus bidang sentuh.
3. Gaya Gesek
Bila dua benda dalam keadaan bersentuhan, maka keduanya dapat saling mengerjakan gaya gesekan. Gaya-gaya gesekan itu sejajar dengan permukaan benda-benda di titik persentuhan.
Gaya gesek (friksi) sangat penting dalam kehidupan keseharian terutama tubuh.
·
Salah satu fungsi yang sangat penting dari
kantong perikardial yang menyelubungi jantung adalah untuk menampung cairan
perikardial yang menjaga agar membran tetap terpisah dan tidak saling
bergesekan akibat friksi yang berasal dari dentuman jantung.
Cairan sinovial mengurangi friksi dengan cara
bertindak sebagai pelumas atau penurun friksi antara ujung-ujung tulang yang
dilapisi kartilago paa sendi sinovial, mis: sendi lutut.
Gaya Saat Tumbukan
l Saat menumbuk suatu benda
padat, bagian tubuh (atau tubuh keseluruhan) yang cepat, menghasilkan gaya yang
besar.
l Apabila kita menganggap bahwa
perlambatan bersifat konstan dan membatasi diri kita dengan gerakan
satu-dimensi, kita dapat menggunakan bentuk asli hukum II newton.
l Gaya setara dengan laju
perubahan momentum.
l Bentuk yang lebih umum, massa
kali percepatan.
l F = ma = m(v/t) = (mv)/t
l F = laju perubahan momentum
l Hukum ini digunakan untuk
memperkirakan gaya-gaya pada tubuh saat menumbuk/menabrak sesuatu.
Contoh:
Seorang
sedang berjalan dengan kecepatan 1 m/dtk secara tidak sengaja menabrak suatu
batang besi di kepalanya. Kepala orang tersebut berhenti pada sekitar t=0,04
dtk. Massa kepala orang tersebut 3 Kg. Berapa gaya besar gaya yang menyebabkan
perlambatan tersebut?
l Jawab:
l (mv) = 3 kg x 1 m/dtk = 3kg
m/dtk
l F = (mv)/t
l = (3 kg/dtk)/(0,04 dtk)
l = 75 N
Seseorang
denga berat 50 kg melompat dari ketinggian 1 m dan melaju dengan kecepatan 4,4
m/dtk sesaat sebelum mendarat. Orang tersebut mendarat pada suatu landasan dan
berhenti dalam waktu 0,2 dtk. Berapa gaya perlambatan maksmum yang akan dialami
orang tersebut?
l Jawab:
l F = mv/t
l = (50 kg x 4,4 m/dtk)/0,2 dtk
l F max = 1100 N
Gaya pada Tubuh dan di Dalam
l Gaya pada tubuh è dapat kita ketahui ex menabrak meja.
l Gaya dalam tubuh è td diketahui ex Gaya otot.
Dasar asal mula gaya adalah gaya
gravitasi, tarik-menarik antara 2 benda, misalkan berat badan, ex terjadinya
varises.
Gaya pada tubuh ada 2 tipe :
1. Gaya pada tubuh dlm keadaan
statis.
2. Gaya pada tubuh dalam keadaan
dinamis.
Statis : Tubuh dlm keadaan
setimbang, jumlah gaya dan momen gaya yang ada sama dengan nol.
Sistem tulang dan otot berfungsi sebagai pengumpil.
Tiga Kelas Sistem Pengumpil
a. Klas pertama
Titik
tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot
W = gaya berat
M
= gaya otot
b. Klas kedua
Gaya berat diantara titik tumpu
dan gaya otot.
c. Klas ketiga
Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan
gaya berat
Analisa Gaya dan Kegunaan Klinik
Saat ini, penyakit muskuloskeletal telah menjadi masalah yang banyak
dijumpai di pusat-pusat pelayanan kesehatan di seluruh dunia. Bahkan WHO telah
menetapkan dekade ini (2000-2010) menjadi Dekade Tulang dan Persendian.
Menurut FKUI (2000), fraktur adalah rusaknya dan terputusnya kontinuitas
tulang,
sedangkan menurut Boenges, ME., Moorhouse, MF dan Geissler, AC (2000)
fraktur adalah pemisahan atau patahnya tulang.
Back dan Marassarin (1993) berpendapat bahwa fraktur adalah terpisahnya
kontinuitas tulang normal yang terjadi karena tekanan pada tulang yang
berlebihan.
Traksi adalah tahanan yang dipakai dengan berat atau alat lain untuk
menangani kerusakan atau gangguan pada tulang dan otot.
Tujuan dari traksi adalah untuk menangani fraktur, dislokasim atau spasme
otot dalam usaha untuk memperbaiki deformitas dan mmpercepat penyembuhan.
Ada dua tipe utama dari traksi : traksi skeletal dan traksi kulit, dimana
didalamnya terdapat sejumlah penanganan.
Prinsip Traksi adalah menarik tahanan yang diaplikasikan pada bagian tubuh,
tungkai, pelvis atau tulang belakang dan menarik tahanan yang diaplikasikan
pada arah yang berlawanan yang disebut dengan countertraksi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar