Revisi Biomekanika [PDF]

Citation preview

MAKALAH BIOFISIKA Tentang Biomekanika



Oleh : Kelompok 1 Mellda Delvia



1714080045



Asmida Lestari



1714080055



Vira Kiswanda



1714080064



Windi Melani Elvionita



1714080067



Rahmi Hayati



1714080076



Rayusman



1714080070



Dosen Pembimbing: Dr.Milya Sari, M.Si



JURUSAN TADRIS IPA FISIKA B FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM IMAM BONJOL PADANG 1941 H/ 2019 M



MAKALAH BIOFISIKA Tentang Biomekanika



Disusun Oleh: Kelompok 1 Asmida Lestari : 1714080055 Dosen Pembimbing: Dr. Milya Sari, S.Pd., M.Si



JURUSAN TADRIS IPA-FISIKA B FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI IMAM BONJOL PADANG 1439 H/2018 M



KATA PENGANTAR Puji syukur kami ucapkan kepada tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul “ Biomekanika”. Dalam penulisan makalah ini kami pun mendapat banyak ilmu yang berguna, bagi diri sendiri dan pembaca untuk kedepannya. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang Mekanika, selain itu juga dengan adanya makalah ini diharapkan bagi pembaca agar dapat mengembangkannya lagi. Makalah yang kami buat ini kami ambil dari beberapa sumber. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada pihak yang ikut ambil alih sehingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca, dan khususnya pada diri kami sendiri serta dapat memberikan wawasan yang lebih luas bagi kita semua. Penyusun menyadari makalah yang kami buat ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Kami mohon untuk saran dan kritiknya demi kesempurnaan makalah yang kami buat ini.



Padang,13 September 2019



Pemakalah



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Biofisika adalah studi fenomena biologis dengan menggunakan metodemetode dan konsep-konsep fisika, sedangkan didalam anonym dikemukakan bahwa biofisika adalah studi interdisiplin tentang fenomena dan problem-problem biologis dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik fisika. Suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanika adalah gaya. Mekanika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk. Mekanika adalah cabang ilmu tertua dari semua cabang ilmu di fisik. Biomekanika didefenisikan bidang ilmu aplikasi mekanika pada sistem biologi. Biomekanika adalah kombinasi antara disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir seluruh makhluk hidup. Dalam biomekanika prinsip-prinsip mekanika dalam menyusun konsep, analisi, desain dan pembenangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedokteran.



B. Rumusan Masalah 1. Apa itu biomekanika? 2. Apa itu pengukuran? 3. Apa itu sistem satuan? 4. Bagaimana pengukuran pada makhluk hidup? C. Tujuan 1. Mengetahui apa itu biomekanika 2. Mengetahui apa itu pengukuran 3. Mengetahui apa itu sistem satuan 4. Menetahui pengukuran pada makhluk hidup



BAB II PEMBAHASAN



A. Pengertian Biomekanika Mekanika adalah salah satu cabang ilmu dari bidang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanik yang disebut gaya. Mekanika adalah cabang ilmu yang tertua dari semua cabang ilmu dalam fisika. . Biomekanika merupakan ilmu yang membahas aspek-aspek biomekanika dari gerakan–gerakan tubuh manusia. Biomekanika merupakan kombinasi antar keilmuan mekanika, antropometri, dan dasar ilmu kedokteran ( biologi dan fisiologi ). Biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir semua tubuh mahluk hidup. Dalam biomekanika prinsip-prinsip mekanika dipakai dalam penyusunan konsep, analisis, desain dan pengembangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedoteran. . Menurut Frankel dan Nordin, biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada berbagai macam bagian tubuh dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari. Menurut Caffin dan Anderson (1984), occupacional biomechanics adalah ilmu yang mempelajari hubungan antar pekerja dan peralatannya, lingkungan kerja dan lain-lain untuk meningkatkan performansi dan meminimalisasi kemungkinan cidera. Ilmu Biomekanika membahas mengenai manusia dari segi kemampuankemampuannya seperti kekuatan, daya tahan, kecepatan dan ketelitian. B. Pengukuran Pada Biologi 1. Pengertian Pengukuran



Adalah penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas, terhadap suatu standar atau satuan ukur. Pengukuran juga dapat diartikan sebagai pemberian angka tehadap suatu atribut atau karakteristik tertentu yang dimiliki oleh seseorang, hal, atau objek tertentu menurut aturan atau formulasi yang jelas dan disepakati. Pengukuran dapat dilakukan pada apapun yang dibayangkan, namun dengan tingkat kompleksitas yang berbeda. Misalnya untuk mengukur tinggi, maka seseorang dapat mengukur dengan mudah karena objek yang diukur merupakan objek kasat mata dengan satuan yang sudah disepakati secara internasional. Namun hal ini akan berbeda jika objek yang diukur lebih abstrak seperti kecerdasan, kematangan, kejujuran, kepribadian, dan lain sebagainya sehingga untuk melakukan pengukuran diperlukan keterampilan dan keahlian tertentu. Pengukuran Menurut Para Ahli:  Menurut Nunnally & Bernstein, 1994 Pengukuran dapat didefinisikan sebagai suatu proses pemberian angka atau label terhadap atribut dengan aturan-aturan yang terstandar atau yang telah disepakati untuk merepresentasikan atribut yang diukur.  Menurut Mardapi 2004: 14 Pengukuran pada dasarnya adalah kegiatan penentuan angka terhadap suatu obyek secara sistematis.  Menurut Lien Pengukuran adalah sejumlah data yang dikumpul dengan menggunakan alat ukur yang objektif untuk keperluan analisis.  Menurut Budi Hatoro Pengukuran atau measurement merupakan suatu proses atau kegiatan untuk menentukan kuantitas sesuatu yang bersifat numerik. Pengukuran lebih bersifat kuantitatif, bahkan merupakan instrumen untuk melakukan penilaian.  Menurut Akmad Sudrajat Pengukuran (measurement) adalah proses pemberian angka atau usaha memperoleh deskripsi numerik dari suatu tingkatan di mana seorang peserta didik telah mencapai karakteristik tertentu.  Menurut Arikunto Suharsimi Pengukuran adalah membandingkan sesuatu dengan suatu ukuran.



 Menurut Pflanzagl’s Pengukuran adalah proses menyebutkan dengan pasti angka-angka tertentu untuk mendiskripsikan suatu atribut empiri dari suatu produk atau kejadian dengan ketentuan tertentu. Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika. Tetapi tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat. Ada ketidakpastian yang berhubungan dengan setiap pengukuran. Ketidakpastian muncul dari sumber yang berbeda. Diantara yang paling penting selain kesalahan adalah keterbatasan ketepatan setiap alat ukur dan ketidak mampuan membaca sebuah instrumen di luar batas bagian terkecil yang ditunjukkan. Ketika menyatakan hasil pengukuran, penting juga untuk menyatakan ketepatan atau perkiraan ketidakpastian pada pengukuran tersebut. C. Sistem Satuan Satuan adalah sesuatu yang dapat digunakan sebagai pembanding dalam pengukuran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan gaya. Satuan Internasional (SI) merupakan hasil satuan konferensi para ilmuwan di Paris, yang membahas tentang berat dan ukuran. Pengukuran semua besaran sebenarnya relatif terhadap suatu standar atau satuan tertentu, dan satuan ini harus di spesifikasikan di samping nilai numeriknya. Contoh kita dapat mengukur panjang dalam satuan inci, feet (kaki),m mil atau dalam sistem metrik dalam centimeter, meter atau kilometer. Menyatakan bahwa panjang suatu benda adalah 18,6 tidak ada artinya. Satuan harus di berikan, karena jelas 18,5 meter sangat berbeda dari 18,5 inci.



Standar internasional yang pertama adalah meter (disingkat m), dinyatakan sebagai standar panjang oleh French Academy of Sciences pada tahun 1790-an. Satu meter standar mula-mula didefinisikan sebagai 1/10.000.000 dari jarak antara ekuator Bumi sampai salah satu kutubnya, dan sebatang platina dibuat untuk menunjukkan panjang ini. Pada tahun 1889, meter standar didefinisikan secara lebih seksama sebagai jarak antara dua tanda yang dipahatkan secara halus pada batang platina-iridium. Pada tahun 1960, untuk memberikan keseksamaan dan keterulangan lebih besar, meter didefinisikan ulang sebagai 1.650.763,73 panjang gelombang cahaya jingga yang dipancarkan oleh gas krypton 86. Pada tahun 1983, meter kembali didefinisikan ulang sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh cahaya dalam hampa selama interval waktu 1/299,792,458 m/s. Satuan standar waktu adalah detik atau sekon (s). Selama bertahun-tahun selama bertahun-tahun sekon didefenisikan sebagai1/86.400 dari rata-rata hari matahari. Standar sekon sekarang didefenisikan secara lebih saksama dalam radiasi frekuensi radiasi gelombang-mikro yang dipancarkan oleh atom Cesium ketika melewati dua keadaan tertentu.



D. Pengukuran Pada Makhluk Hidup Pengukuran dalam biologi adalah suatu kegiatan pengukuran suatu variable yang berhubungan dengan makhluk hidup dengan menggunakan suatu instrument untuk mendapatkan data yang berupa angka-angka. Pengukuran ini dapat berupa pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung. Pengukuran pada makhuk hidup tentu tidak akan sama dengan benda mati lainnya, contohnya saja pada sel tidak mungkin diukur menggunakan mistar atau jangka sorong untuk menggukurnya. Satuan yang ada dapat menggambarkan ukuran sel berkali-kali lebih kecil dari skala terkecil pada penggaris dan alat untuk menggukur jantung manusia tentu juga tidak akan dapat di ukur dengan neraca atau stopwatch tetapi denyut jantung manusia diukur menggunakan Stetoskop. Terdapat banyak pengukuran fisiologis yang mekibatkan waktu, dan dibagi kedalam dua kelompok , yaitu pengukuran proses yang berulang / repetitif,



misalnya nadi dan pengukuran proses non repetitif misalnya berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh ginjal untuk mengeluarkan suatu bahan asing dari rubuh. Proses waktu nonrepetitif ditubuh berkisar dari durasi potensial aksi sebuah sel saraf sampai usia hidup rata-rata seseorang. Contoh pengukuran pada makhluk hidup: 1. Berat badan 2. Denyut nadi 3. Suhu tubuh 4. Tekanan darah dalam tubuh 5. Foto sinar X



Daftar Pustaka Giancoli. 1998, Fisika. Jilid 1. Jakarta: Erlangga Nurachmandani Setya. 2009. Fisika 1 untuk SMA kelas x. Jakarta: Grahadi Dr. J. F. Gabriel. 1996. Fisika Kedokteran. Jakarta: Kedokteran EGC



MAKALAH BIOFISIKA TENTANG BIOMENIKA (Gaya dalam Tubuh dan Desain Gaya Gesekan pada makhluk hidup)



OLEH : KELOMPOK 1 VIRA KISWANDA 1714080064



DOSEN PEMBIMBING : Dr.Milya Sari,S.Si.,M.Sc



JURUSAN TADRIS IPA-FISIKA B FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) IMAM BONJOL PADANG 1441 H/2019M



KATA PENGANTAR Puji syukur kami ucapkan kepada tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul “ Biomekanika”. Dalam penulisan makalah ini kami pun mendapat banyak ilmu yang berguna, bagi diri sendiri dan pembaca untuk kedepannya. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang Mekanika, selain itu juga dengan adanya makalah ini diharapkan bagi pembaca agar dapat mengembangkannya lagi. Makalah yang kami buat ini kami ambil dari beberapa sumber. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada pihak yang ikut ambil alih sehingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca, dan khususnya pada diri kami sendiri serta dapat memberikan wawasan yang lebih luas bagi kita semua. Penyusun menyadari makalah yang kami buat ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Kami mohon untuk saran dan kritiknya demi kesempurnaan makalah yang kami buat ini.



Padang,13 September 2019



Pemakalah



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Biofisika adalah studi fenomena biologis dengan menggunakan metode-metode dan konsep-konsep fisika, sedangkan didalam anonym dikemukakan bahwa biofisika adalah studi interdisiplin tentang fenomena dan problem-problem biologis dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik fisika. Suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanika adalah gaya. Mekanika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk. Mekanika adalah cabang ilmu tertua dari semua cabang ilmu di fisik. Biomekanika didefenisikan bidang ilmu aplikasi mekanika pada sistem biologi. Biomekanika adalah kombinasi antara disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir seluruh makhluk hidup. Dalam biomekanika prinsip-prinsip mekanika dalam menyusun konsep, analisi, desain dan pembenangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedokteran. Biomekanika pada dasarnya mempelajari kekuatan, ketahanan, kecepatan, ketelitian, dan keterbatasan manusia dalam melakukan kerjanya. Faktor ini sangat berhubungan dengan pekerjaan yang bersifat handling, seperti pengangkatan dan pemindahan secara manual.



B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana Gaya dalam Tubuh dan Desain Gaya Gesekan pada makhluk hidup?



C. Tujuan 1. Untuk mengetahui gaya dalam tubuh dan desain gaya gesekan pada makhluk hidup



BAB II PEMBAHASAN



A. Gaya dalam Tubuh dan Desain Gaya Gesekan pada makhluk hidup 1. Penjumlahan dan komponen gaya Gaya adalah gaya vector yang mempunyai besar dan arah. Disini kita



mengulang



sedikit



tentang



penjumlahan



vector.



Vector



digambarkan anak panah. Arah panah menunjukan arah vector, dan panjang anak panah itu sebanding dengan besar vector. Vector yang dihasilkan dari penjumlahan atau pengurangan dua vector atau lebih disebut resultan.



R F2 0



180 θ F1



F1



(a)



F2 θ



-θ



(b)



Gambar 4.1. metode pangkal-ke-ujung dalam penjumlahan vector Besar vector resultan bisa dicari dengan bantuan trigonometri. Dalam gambar 4.1(b) kita akan memperoleh R = √𝐹12 + 𝐹22 − 2𝐹1 𝐹2 𝐶𝑂𝑆 (180° − 𝜃) Jika dua gaya tersebut saling tegak lurus (θ=90°), maka akan diperoleh R = √𝐹12 + 𝐹22 − 2𝐹1 𝐹2 𝐶𝑂𝑆 90° Atau R = √𝐹12 + 𝐹22



…..(4.2)



Persamaan (4.2) merupakan rumus Phytagoras.



Metode pangkal-ke-ujung dapat diperluas untuk tiga vector atau lebih, seperti ditunjukan dalam gambar 4.2 F2 F3 F1 +



F2



+



F3



=



F1 R



Gambar 4.2. Resultan dari tiga vektor



F2



+



=



F2



+



-F1



=



F1 -F1 F2-F1



F2



Gambar 4.3. Pengurangan dua vector F2-F1



Jika vector F diketahui, maka kita mendefenisikan vector negative dari vector ini (-F) sebagai vector yang besarnya sama dengan besar vector F, tetapi arahnya berlawanan. Perlu diperhatikan bahwa tidak ada vector yang besarnya negative, besar setiap vector adalah positif. Tanda negative hanya berbicara tentang arahnya. Dengan demikian kita dapat mencari selisih dua vector , F2-F1, yang didefenisikan sebagai : F2-F1 = F2 + (-F1) Kita dapat menggunakan metode pangkal-ke-ujung, seperti ditunjukan dalam gambar 4.3. Sebuah vector yang terletak pada uatu bidang dapat dinyatakan sebagai jumlah dari dua vector yang disebut sebagai komponen atau proyeksi dari vector asli. Komponen-komponen itu biasanya dipilih dalam arah yang saling tegak lurus, misalnya dalam arah x horizontal



dan arah –y vertical. Proses mencari komponen-komponen suatu vector disebut penguraian vector menjadi komponen-komponennya.1



y



Fy F e 0



x Fx



Gambar 4.4. Komponen vector



Dalam gambar 4.4 gaya F diuraikan menjadi dua komponen dalam arah x dan arah –y, yaitu Fx dan Fy. Besar komponen-komponen gaya itu adalah Fx = F cos θ



….(4.3a)



Fy = F sin θ



….(4.3b)



2. Gaya penyebab percepatan ; Hukum Newton tentang Gerak Setiap percepatan (atau setiap perubahan kecepatan) disebabkan oleh gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda. Sebaliknya jika suatu benda tidak dipercepat, maka gaya total yang bekerja padanya dalah nol meskipun beberapa gaya bekerja pada benda itu. Gaya dapat didefenisikan secara intuitif sebagai tarikan dan dorongan. Jika hanya ada satu gaya yang bekerja pada suatu benda, maka benda itu akan mengalami percepatan dalam arah yang sama dengan arah gaya itu. Newton menuliskan hubungan antara gaya dan gerak benda dalam suatu bentuk yang dapat kita gunakan untuk meramalkan dan menggambarkan gerak benda. Kita mengenalnya sebagai tiga hukum Newton tentang gerak. 1



Yosaphat,Sumardi.dadan, Rosana.Biofisika. (Jakarta : UT, 2008).hlm.4.5



a. Hukum pertama newton. “ suatu benda akan tetap diam atau bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan konstan jika tidak ada gaya luar yang bekerja padanya.” Sifat benda yang menyebabkan benda itu tetap diam atau mempertahankan gerak dengan kecepatan konstan disebut inersia atau massa benda yang bersangkutan. Inersia dan massa adalah sesuatu yang sama, tetapi istilah masa jauh lebih umum digunakan. Massa benda sebanding dengan dengan jumlah atom-atom atau molekul-molekul didalamnya, sehingga massa benda tidak tergantung pada letaknya. Massa sebuah benda akan selalu sama dimanapun benda itu berada, dibumi, diruang angkasa, atau dibulan. Makin besar massa benda, makin sukar benda itu dipercepat. Salah satu contohnya adalah Jika seseorang berada dalam bus yang berjalan dan tiba-tiba mengerem, mungkin orang tersebut bisa terpelanting dan berkata ”aku terlempar ke depan !”, padahal itu adalah inersia yang menyebabkan ke depan berlanjut walau bus telah berhanti.



b. Hukum kedua newton “ percepatan yang dihasilkan oleh gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding langsung dengan besar gaya luar neto dan berbanding terbalik dengan massa benda, dan arah percepatannya sama dengan arah gaya luar neto itu.”2 Jika gaya luar neto diberi lambang F1,net, massa benda diberi lambang m, maka percepatan benda ɑ dapat dituliskan sebagai a=



F1,net 𝑚



atau 2



Ibid.hlm.4.7



F1,net = ma Salah satu contohnya adalah Seorang tenaga medis yang kesulitan memindahkan troli yang berat, mungkin akan meminta bantuan sejawatnya, untuk menghasilkan gaya yang lebih besar, sehingga pergerakan troli dari keadaan diam menjadi bergerak (percepatan) yang dihasilkannya lebih besar atau troli lebih mudah dipindahkan.



c. Hukum ketiga Newton “ bilamana suatu benda melakukan gaya pada benda kedua, benda kedua akan melakukan gaya pada benda pertama yang sama besarnya dan berlawanan arah.” Salah satu contoh penerapan hukum ketiga adalah pada waktu kita berjalan. Ketika sedang berjalan, salah satu kaki menekan tanah ke belakang, sehingga tanah memberikan dorongan kedepan dengan gaya yang sama besar yang menyebabkan kita bergerak maju. Berdasarkan hukum kedua newton kita dapat menentukan satuan gaya, yaitu satuan massa dikalikan satuan percepatan, dalam SI disebut Newton (N). 1 N = 1 kg.m/s2 Satu newton adalah gaya yang diberikan pada benda bermassa 1 kg agar mempunyai percepatan 1 m/s2 . 3. Berat, gesekan, tegangan, dan klasifikasi gaya a. Berat dan gaya gravitasi Berat adalah gaya gravitasi suatu benda. Percepatan gravitasi, g, untuk benda adalah sama untuk semua benda, asalkan tidak ada gaya lain yabg bekerja selain gravitasi. Dalam keadaan semacam ini gaya luar neto pada suatu benda adalah gaya gravitasi, yaitu berat benda itu. Dengan menggunakan hukum kedua newton dan



memberi lambang w untuk berat benda yang bermassa m, kita dapat menuliskan. W = mg Jadi berat 1,0, kg benda dibumi adalah W = (1,0 kg)(9,8 m/s2 ) = 9,8 N Gaya gravitasi pada suatu benda dapat dianggap bekerja pada suatu titik, yang disebut pusat gravitasi (p.g).konsep yang berhubungan dekat adalah pusat massa (p.m), yaitu titik dimana semua massa dalam suatu benda dapat dianggap terletak pada titik itu. Pusat gravitasi dan pusat massa dapat dihitung secara teliti dari distribusi massa dalam suatu benda. b. Hukum gravitasi umum newton Hukum ini menyatakan bahwa terdapat gaya tarik antara dua massa yang besarnya sebanding dengan hasil kali dua massa itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat massanya. Dalam bentuk persamaan hukum ini dituliskan sebagai F=G



𝑚𝑀 𝑟2



Dengan konstanta G ditentukan secara eksperimen mempunyai nilai 6,67 x 10 -11 N.m2/kg2 , m dan M adalah massa dua benda yang berinteraksi, dan r adalah jarak pusat massanya. c. Penerapan gaya gravitasi dalam tubuh 1) Sirkulasi darah Jantung pada dasarnya adalah pompa, tanpa kerja jantung cairan darah akan tertarik kedalam tangan dan kaki karena gaya gravitasi bumi. Jantung normal memberikan dorongan pada darah kea rah atas, menuju kepala, berlawanan gaya gravitasi. Pasien dengan tekanan darah rendah dapat dibantu dengan kaki tempat tidur diangkat agar aliran darah ke kepala, dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Pingsan dapat disebabkan oleh kurangnya pasokan darah keotak. Jika kita berdiri terlalu lama, maka darah mengumpul



pada tungkai karena gaya gravitasi, yang menyebabkab kita pingsan. Untuk membantu orang pingsan, tidurkan orang tersebut dan angkat kakinya untuk membantu darah mengalir ke otak. Dalam keadaan duduk, kepala yang dibungkukkan ke depan di antara paha dapat mendorong darah ke kepala.3 2) Pengaliran fluida Gaya gravitasi bumi dapat digunakan dalam banyak perawatan medis. Pasien dengan gangguan dada mengalami pengumpulan fluida dalam paru-paru. Pengumpulan fluida dada bisa mempengaruhi kerja jantung dan paru-paru. Oleh karena itu, pasien merasakan tertolong dengan duduk tegak, yang memungkinkan gaya gravitasi mengalirkan fluida ke bawah, memberikan ruang yang lebih besar bagi jantung dan paru-paru untuk berfungsi. 3) Astronaut Salah satu masalah medis dalam penerbangan angkasa luar adalah pengaruh tanpa bobot dan tidak adanya gaya gravitasi pada sirkulasi darah. Tubuh manusia normal terancang untuk melawan gaya gravitasi sehingga jantung menghasilkan dorongan untuk mengatasi gaya ini. Selama astronaut bumi dan memasuki ruang angkasa, cairan darahnya cenderung terkumpul pada tangan dan kaki karena gaya gravitasinya semakin kecil, sehingga mengurangi darah di otak dan menyebabkan tak sadar. Hal ini dapat diatasi dengan mengenakan pakaian tekanan yang berisi dengan udara pada tekanan – tekanan yang menyebabkan gaya-gaya yang sama dengan gravitasinya, sehingga membantu pengembalian darah ke kepala dan jantung. 4) Stabilitas saat berdiri



3



Ibid.hlm.4.9



Pada seseorang yang berdiri tegak dan dipandang dari belakang, pusat gravitasi (cg) terletak dipanggul didepan bagian atas sacrum pada sekitar 58% dari ketinggian orang tersebut dari lantai. Garis vertical dari cg berjalan diantara kaki. Kurangnya



pengendalian



otot,



kecelakaan,



penyakit.



Kehamilan, berat badan berlebih, atau postur yang buruk menyebabkan berubahnya posisi cg ke lokasi tak alami ditubuh. Untuk mempertahankan stabilitas saat berdiri, anda perlu menjaga proyeksi vertical cg anda didalam daerah yang dicakup oleh kaki anda (Gbr.3.12a). apabila proyeksi vertical cg anda jatuh diluar bidang ini, anda akan terjungkal. Saat kedua kaki anda merapat (Gbr.3.12a), anda menjadi kurang stabil dibandingkan apabila kedua kaki terpisah jauh (Gbr. 3.12b). demikian juga, apabila cg diturunkan, anda menjadi lebih stabil. Tongkat atau penopang juga meningkatkan stabilitas anda (Gbr.3.12c). apabila dibanding stabilitas manusia hewan berkaki empat lebih stabilitas, jelas bahwa hewan ini lebih stabil karena bidang yang terletak di antara keempat kakinya lebih dari pada yang dicakup oleh manusia berkaki dua. 4



Gambar 3.11 4



Jhon.R. Cameron dkk. Fisika Tubuh Manusia.(Jakarta: EGC,2006).hlm.49



Gambar 3.12 d. Gesekan dan gaya normal Gesekan merupakan gaya yang sudah biasa kita kenal yang selalu melawan gerak benda. Gaya gesekan dihasilkan oleh kontak fisik antara bahan-bahan. Gaya gesekan sebanding dengan gaya yang dilakukan suatu benda terhadap benda lain yang tegak lurus pada permukaan antara dua benda itu, yang disebut gaya normal (artinya tegak lurus pada permukaan). Ungkapan matematis untuk gaya gesekan f adalah : f = µkN f ≤ µs N dengan µk adalah koefisien gesekan kinetic, µs adalah koefisien gesekan static (µ adalah huruf yunani mu ), dan N adalah gaya normal. Koefisien gesekan kinetic antara dua benda tertentu selalu lebih kecil dari pada koefisien gesekan static antara dua benda itu (µk < µs ). Perilaku gaya gesekan dapat diamati ketika kita mendorong kotak berat pada lantai. Ketika kita mendorong kotak itu dengan gaya kecil, kotak itu tidak bergerak, jelaslah bahwa gaya gesekan telah muncul dan sama dengan gaya yang diberikan e.



Penerapan gaya gesekan dalam tubuh 1) Persendian



Tulang-tulang dalam persendian tidak bersentuhan langsung satu sama lain, karena gaya gesekan akan bekerja, yang membuat sukar untuk digerakkan. Fluida pelumas atau fluida synovial terdapat dalam persendian untuk mengatasi gaya gesekan.



Permukaan



tulang-tulang



yang



mempunyai



permukaan licin juga merupakan faktor yang lain yang mengurangi gaya gesekan. Endapan zat kimia pada permukaan tulang-tulang tersebut dapat



menghalangi



gerak



bebas



persendian



dan



bisa



melumpuhkan persendian seperti arthtitis. 2) Pelumas tubuh Tubuh manusia mempunyai sedemikian banyak bagian yang bergerak selain persendian, sehingga perlu adanya sistem pelumas untuk menc egah gaya gesekan yang mengurangi efisiensi gerakannya, sebagai contoh, pelumas utama adalah zat yang disebut mucus , yang mencega gesekan antara gerak paruparu dan jantung. Demikian pula, makanan dilumasi dengan ludah sebelum ditelan. Kulit mengalami gesekan, antara lengan dan paha, dan juga oleh pakaian, atau angin. Untunglah kelenjar-kelenjar kulit menghasilkan pelumas sendiri dalam bentuk sebum. f. Tegangan Tegangan adalah suatu gaya yang diteruskan oleh tali, kabel, rantai, dan sebagainya, yang fleksibel. Karena medium pembawa gaya adalah fleksibel, tegangan haya dapat berupa tarikan dan hanya bekerja sepanjang medium itu. Dalam sistem otot urat-urat berserabut yang meneruskan gaya-gaya yang dilakukan oleh otototot kebagian bawah tubuh lain disebut tendon. g. Klasifikasi gaya Berdasarkan asal-usulnya, para ahli fisika mengelompokkan gaya-gaya dalam empat gaya pokok. Gaya pokok pertama dalam



fisika adalah gaya gravitasi. Newton merumuskan hukum gravitasi umum, yang menyatakan bahwa ada gaya tarik antara dua benda, berat tubuh kita disebabkan oleh gaya tarik antara bumi dan tubuh kita. Salah satu efek gaya gravitasi adalah pembentukan pembuluh darah yang mekar pada kaki selama darah merambat melawan gravitasi dalam perjalanannya menuju jantung. Gaya pokok kedua adalah gaya elektromagnetik, yang melibatkan gaya tarik dan gaya tolak antara muatan-muatan listrik static dan juga gaya-gaya magnetic yang dihasilkan oleh muatanmuatan listrik yang sedang bergerak. Gaya pokok ketiga adalah gaya nuklir kuat, yang bekerja sebagai perekat untuk mempertahankan inti terhadap gaya tolak antara proton-proton di dalamnya. Gaya pokok keempat adalah gaya nuklir lemah, yang melibatkan peluruhan electron (beta) dari inti. 4. Penerapan penjumlahan Vektor a. Gaya yang dilakukan oleh otot Ada tiga jenis otot dalam tubuh kita. Jenis otot pertama adalah oto jantung yaitu otot yang menyusun dinding jantung. Jenis kedua adalah otot polos yang terdapat pada dinding semua organ tubuh yang berlubang (kecuali jantung). Pada umumnya kontraksi otot polos tidak terkendali. Pembuluh darah, usus, dan kandung kemih merupakan contoh yang dindingnya sebagian besar terdiri dari otot polos. Jenis ketiga adalah otot kerangka, yaitu otot yang melekat pada kerangka. Otot ini dikendalikan dengan sengaja, kontraksi ini memungkinkan adanya kegiatan yang disengaja, misalnya berjalan, berlari, melempar, dan sebagainya. Tiga jenis otot tersebut mempunyai ciri sma yaitu menggunakan energi yang berasal dari makanan untuk melakukan kerja mekanis. Salah satu penerapan penting tentang vector gaya adalah sistem otot. Otot melakukan gaya-gaya dengan berkontraksi. Banyak otot



ya8ng melekat pada dua tulang dengan persendian antara tulangtulang itu, yang memungkinkan terjadinya gerakan otot-otot yang menyebabkan tulang-tulang bergerak saling mendekati disebut fleksor, dan otot-otot yang menyebabkan tulang-tulang bergerak saling menjauhi disebut ekstensor. Salah satu contoh adalah jari telunjuk , tendon kadang-kadang menyampaikan gaya yang dilakukan oleh suatu otot ke titik lain dan bahkan merubah gaya itu. Tipe-tipe otot yang lain bisa menghubungkan otot-otot itu kembali padanya dan menyebabkan penyempitan suatu lubang ketika otot-otot itu berkontraksi. Otot semacam ini disebut sphincter yang mempunyai beberapa fungsi. Misalnya, Sphincter pada ujung bawah kerongkongan mencegah aliran-balik fluida lambung . otot sphincter dalam mata mengubah kelengkungan lensa mata yang memungkinkan mata melihat secara jelas bendabenda yang dekat dan jauh. Marilah kita tinjau salah satu otot kerangka lainnya, yaitu otot trisep yang terdiri dari perut otot yang menebal dan melekat pada ujung-ujung tulang. Pada salah satu ujung , yang disebut origio, otot secara langsung melekat pada daerah tulang yang luas dalam hal ini adalah tulang lengan atas. Ujung lainnya yang disebut inersio, meruncing dan menjadi tendon yang putih mengikat , dan melekat pada tulang hasta, yaitu salah satu tulang lengan bawah. Selama kontraksi, bagian origo tetap tidak bergerak dan bagian inersio melakukan gerakan, dalam hal ini lengan memanjang pada persendian siku. Trisep dikatakan bekerja sebagai fleksor. Otot kedua diperlukan untuk melakukan persendian, bisep merupakan fleksor bagi lengan bawah, bisep pada lengan bawah yang disebut fleksor. Bisep dan Trisep secara bersama-sama disebut pasangan otot antagonis. b. Sistem tarikan bandul dalam bidang medis



Pasien mengalami patah tulang dan retak tulang belakang perlu ditolong dengan tarikan bandul. Menunjukkan salah satu sistem tarikan bandul bagi pasien yang menderita pata tulang paha. Sistem tarikan ini dapat dianalisis dengan mengingat dua hal. Pertama, gaya yang diberikan berada dalam arah sepanjang tali penggantung pada suatu titik dimana tali itu ditempatkan pada tali. Kedua, gaya itu sama dengan beban yang tergantung pada tali. 5. Statika a. Torka atau momen gaya Efektivitas gaya untuk menhasilkan rotasi disebut torka atau momen gaya. Seperti yang ditunjukan pada gambar 4.11. tiga faktor yang terlibat adalah besar gaya, arah gaya, dan titik kerja gaya.



gambar 4.11 Jika gaya menyinggung pintu, seperti dalam gamabr 4.11(b), tidak akan terjadi rotasi, kita hanya menarik dan mendorong pintu pada engsel penggantungannya (torka sama dengan nol). Jika arah gaya dibalik , seperti dalam gambar 4.11(c), pintu akan berotasi dalam arah berlawanan, searah putaran jarum jam jika dipandang dari atas. Faktor ketiga adalah titik kerja gaya. Bayangkan apa yang terjadi jika anda mendorong pintu terlampau dekat dengan engsel penggantung, seperti pada gambar 4.11(d), biasanya pintu dapat terbuka dengan sukar. Makin jauh gaya bekerja terhadap



sumbu engsel penggantung) , makin efektif gaya itu menghasilkan rotasi. Secara formal torka didefenisikan dalam bentuk persamaan, yang memperhitungkan tiga faktor tersebut, sebagai τ = I﬩F diketa hui : τ = torka I﬩ = lengan tuas Kasus paling sederhana terjadi jika gaya tegak lurus pada pintu : I﬩, sama dengan jarak dari sumbu sampai titik dimana gaya itu bekerja , seperti dalam gambar 4.11 (e) Jadi, suatu benda dalam keadaan setimbang jika memenuhi syarat kesetimbangan berikut : F1,net = 0 τsj,net - τbj,net = 0 atau τsj,net = τbj,net



gambar 4.11



kita mengetahui bahwa sikap tubuh yang buruk bisa menghasilkan regangan punggung. Gambar 4.12 menunjukan mengapa hal ini terjadi ketika seseorang berdiri tegak, seperti gambar 4.12(a), berat tubuh bagian atas secara langsung di atas kaki dan gaya yang kecil dilakukan oleh otot punggung dan otot kaki. Sebagian besar bagian orang itu ditopang oleh sistem rangka bukan oleh kerja otot. Jika seseorang membungkuk ke depan, seperti pada gambar 4.12(b) maka pusat gravitasi oleh tubuh bagian atas tidak lagi secara langsung diatas titik sumbu. Sekarang otot punggung harus melakukan torka disekitar sumbu itu pada



dasar tulang belakang untuk melawan torka yang disebabkan oleh berat tubuh bagian atas. Usaha yang terus menerus oleh otot punggung itu menghasilkan regangan punggung. Salah satu keluhan paling umum selama kehamilan adalah nyeri punggung karena seorang ibu menahan berat bayi dikandungan dengan otototot pungung. Seperti



yang



ditunjukan



pada



gambar



4.13(a)



ketika



mengangkat dengan membungkuk berlebihan, otot-otot punggung harus memberikan torka yang cukup untuk mengangkat beban dan tubuh bagian atas. Jika seseorang mengangkat dengan kaki, seperti yang ditunjukan 4.13(b), torka diberikan oleh otot-otot ekstensor dalam paha.



. Gambar 4.12 6. Siku Dua otot paling penting yang menghasilkan gerak siku adalah bisep dan trisep (gambar 4.15). kontraksi trisep menyebabkan siku membuka, sedangkan kontraksi setiap bisep menyebabkan siku menutup, kita hanya memperhatikan kerja dua otot. Hal ini merupakan penyederhanaan, karena banyak otot lain yang juga memainkan peranan dalam gerak siku.



gambar 4.15 7. Pinggul Gambar 4.17 menunjukan persendian pinggul dan penggambaran tuas yang disederhanakan. Ukuran yang ada hanya sebagai contoh, karena ukuran untuk masing-masing orang akan sangat bervariasi. Pada gambar 4.17 (b) sebagai gaya resultan tunggal FR. jika seseorang berdiri tegak, sudut gaya ini kira-kira 710 terhadap horizontal.



Gambar 4.17



8. Punggung Ketika tubuh membungkuk kedepan, tulang belakang berputar terutama pada lumbar vertebra (tulang pinggul) kelima, seperti ditunjukan dalam gambar 4.18 kita akan memperhatikan gaya-gaya yang terlibat ketika tubuh membungkuk



pada sudut membungkuk



pada sudut 60o terhadap vertical (atau 30o terhadap horizontal) dengan lengan-lengan tergantung secara bebas. Model tuas yang setara digambarkan disebelah kanan.



9. Mengangkat dan Berjongkok Korda spinalis (sumsum tulang belakang) dibungkus dan dilindungi oleh



tulang



belakang.bagian



tubuh



yang



paling



mengalami



“penganiayaan” adalah region lumbal ( punggung bawah) yang diperlihatkan secra skematis oleh gambar 3.13. vertebrata lumbal mendapat gaya-gaya yang sangat besar. Gaya-gaya yang berasal dari berat tubuh serta gaya yang anda hasilkan di regio lumbal saat mengangkat sesuatu.saat tubuh membugkuk kedepan dengan sudut 60o terhadap garis vertical dan terdapat beban 225 N (- 50 Ib) ditangan, gaya kompresif R dapat mencapai 3800 N (- 850 Ib, atau sekitar enam kali berat tubuh rerata) Tekanan di lempeng lumbal ketiga untuk orang dewasa dalam berbagai posisi diperlihatkan di Gbr. 3.14a dan 3.14b. bahkan saat berdiri tegak, terdapat tekanan yang relative besar pada lempeng akibat kombinasi efek berat dan tegangan otot. Apabila lempeng kelebihan beban, seperti yang terjadi saat mengangkat sesuatu secara salah, lempeng dapat rupture (atau tergelincir), menimbulkan nyeri baik akibat rupture maupun bocornya bahan-bahan iriatif dari dalam lempeng.



Karena gaya dapat disalurkan melintasi jarak dan mengelilingi sudut oleh sistem kabel atau katrol, gaya otot ditubuh manusia juga akan disalurkan oleh tendon. Ditungkai, terdapat satu tendon yang berjalan melewati alur ditempurung lutut (patella) dan berhubungan dengan tulang kering (tibia). Apabila tungkai anda dalam keadaan ekstensi, anda dapat menggerakkan patella dengan tangan, tapi apabila lutut menekuk , patella tidak dapat digerakkan. Seperti diperlihatkan pada gbr. 3.15 patela juga berfungsi sebagai katrol untuk mengubah arah gaya5.



Gambar 3.13



5



Gambar 3.14



Jhon.R. Cameron dkk. Fisika Tubuh Manusia.(Jakarta: EGC,2006).hlm54



BAB III PENUTUP



A. KESIMPULAN Gaya adalah gaya vector yang mempunyai besar dan arah, hukum dasar dari gaya ini adalah hukun 1,2,3 Newton. Penerapan gaya gravitasi pada tubuh manusia adalah yang pertama adalah sirkulasi darah, aliran fluida, astrounot, dan stabilitas saat berdiri. Penerapan gaya gesekan dalam tubuh yaitu terdapat pada persednian dan pelumas dalam tubuh. Ada tiga jenis otot dalam tubuh kita. Jenis otot pertama adalah oto jantung yaitu otot yang menyusun dinding jantung. Jenis kedua adalah otot polos yang terdapat pada dinding semua organ tubuh yang berlubang (kecuali jantung). Jenis ketiga adalah otot kerangka, yaitu otot yang melekat pada kerangka. Torka atau momen gaya yaitu Efektivitas gaya untuk menhasilkan rotasi disebut torka atau momen gaya. Selanjutnya ada gaya pada pinggul, punggung, siku dan mengangkat dan berjongkok



B. SARAN Dalam makalah ini jika ada penulisan yang tidak berkenan kepada pembaca, penulis memintah maaf sebesar-besarnya. Dan disarankan kepada pembaca untuk merujuknya kembali ke buku sumber



DAFTAR PUSTAKA Sumardi, yosaphat.rosana,dadan.(2008). BIOFISIKA. Jakarta :Universitas Terbuka Chameron,John R.Dkk.(2006). Fisika Tubuh Manusia.Jakarta : EGC



MAKALAH BIOFISIKA tentang BIOMEKANIKA



DISUSUN OLEH : KELOMPOK I



RAHMI HAYATI



1714080076



DOSEN PEMBIMBING : Dr. Milya Sari, M,Si



JURUSAN TADRIS IPA FISIKA B FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI IMAM BONJOL PADANG 1440 H / 2019 M



KATA PENGANTAR Puji syukur kami ucapkan kepada tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul “ Biomekanika”. Dalam penulisan makalah ini kami pun mendapat banyak ilmu yang berguna, bagi diri sendiri dan pembaca untuk kedepannya. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang MEKANIKA, selain itu juga dengan adanya makalah ini diharapkan bagi pembaca agar dapat mengembangkannya lagi. Makalah yang kami buat ini kami ambil dari beberapa sumber. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada pihak yang ikut ambil alih sehingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca, dan khususnya pada diri kami sendiri serta dapat memberikan wawasan yang lebih luas bagi kita semua. Penyusun menyadari makalah yang kami buat ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Kami mohon untuk saran dan kritiknya demi kesempurnaan makalah yang kami buat ini.



Padang, 06 September 2019



Pemakalah



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Biofisika adalah studi fenomena biologis dengan menggunakan metode-metode dan konsep-konsep fisika, sedangkan didalam anonym dikemukakan bahwa biofisika adalah studi interdisiplin tentang fenomena dan problem-problem biologis dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik fisika. Suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanika adalah gaya. Mekanika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk. Mekanika adalah cabang ilmu tertua dari semua cabang ilmu di fisik. Biomekanika didefenisikan bidang ilmu aplikasi mekanika pada sistem biologi. Biomekanika adalah kombinasi antara disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir seluruh makhluk hidup. Dalam biomekanika prinsip-prinsip mekanika dalam menyusun konsep, analisi, desain dan pembenangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedokteran. Keseimbangan tubuh adalah salah satu faktor yang penting bagi aktivitas dan kesehatan manusia. Dimana setiap aktivitas fisik yang dilakukan manusia membutuhkan tingkat keseimbangan yang baik. Seperti halnya kerangka bangunan rumah, kerangka tubuh manusia pun memiliki titik keseimbangan. Titik keseimbangan merupakan titik yang menjaga keseimbangan seluruh kerangka yang menopang bangunan tubuh manusia 2 agar tetap berdiri kokoh. Bila ia bergeser, maka bangunan tubuh manusia menjadi tidak seimbang dan goyah. Oleh karena itu titik keseimbangan ini harus dijaga agar tetap berada pada kedudukannya.



B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana teori keseimbangan benda tegar pada tubuh?



C. Tujuan 1. Untuk mengetahui teori keseimbangan benda tegar pada tubuh?



BAB II PEMBAHASAN



A. Teori keseimbangan benda tegar pada tubuh 1. Defenisi keseimbangan benda tegar Keseimbangan merupakan konsep yang sangat erat kaitannya dengan kenyamanan hidup manusia. Dalam tubuh manusia saja konsep keseimbangan itu ada. Manusia bisa berjalan dengan baik salah satunya ada konsep keseimbangan. Kesetimbangan pada benda terjadi apabila gaya dan torsi pada benda nol, maka benda tidak akan mengalami perubahan gerak maupun rotasi. Benda yang bergerak dengan kecepatan konstan memiliki momentum linear konstan. Artinya tidak ada gaya total yang bekerja pada benda itu atau total gaya bernilai nol. Apabila benda bergerak dengan kecepatan sudut konstan maka momentum sudut benda konstan, sehingga dapat dikatakan behwa torsi total pada benda itu adalah nol.6 Pengertian keseimbangan menurut O’Sullivan adalah kemampuan untuk mempertahankan pusat gravitasi pada bidang tumpu terutama ketika saat posisi tegak . Dan menurut Ann Thomson, keseimbangan adalah kemampuan untuk mempertahankan tubuh dalam posisi kesetimbangan maupun dalam keadaan statik atau dinamik, serta menggunakan aktivitas otot yang minimal . Benda



tegar adalah



istilah



yang



sering



digunakan



dalam



dunia Fisika untuk menyatakan suatu benda yang tidak akan berubah bentuknya setelah diberikan suatu gaya pada benda itu. Pada sebuah benda tegar, setiap titik harus selalu berada pada jarak yang sama dengan titik-titik lainnya sehingga bentuknya hampir selalu lingkaran.



6



http://mediascienceeducation.blogspot.com/2017/04/materi-keseimbangan.html



benda tegar yang sedang berputar memiliki momen kelembaman, percepatan Linear dan percepatan sudut.7 Benda yangdianggap tegar berada dalam keseimbangan mekanis (mechanical equilibrium). Bila dilihat dari suatu kerangka acuan inersial, jika a. Percepatan linear pusat masanya 𝑎𝑝𝑚 , sama dengan nol b. Percepatan sudutnya, α mengelilingi suatu sumbu tetap dalam kerangka acuan ini sama dengan nol. Defenisi ini tidak mengharuskan benda berada dalam keadaan diam terhadap pengamat, yang penting iatidak dipercepat. Pusat masanya boleh saja bergerak dengan kecepatan konstan 𝑣𝑝𝑚 , dan benda boleh juga berotasi mengelilingi sumbu tetap dengan kecepatan sudut konstan 𝜔. Jika benda benar-benar dalam keadaan diam (𝑣𝑝𝑚 = 0 , 𝜔 = 0), sering dikatakan bahwa benda berada dalam keaadan keadaan seimbang statatik (static equilibrium).8 Secara garis besar ada dua macam keseimbangan, yaitu static balance dan dynamic balance . Definisi balance yang dilaporkan oleh Bass (1939) menyebutkan dua tipe umum dari balance dibagi menjadi static balance yaitu kemampuan untuk mempertahankan equilibrium tubuh total dalam berdiri pada satu titik dan dynamic balance yaitu kemampuan untuk mempertahankan equilibrium ketika bergerak ketika bergerak dari satu titik ke titik yang lain. Balance didefinisikan sebagai kemampuan untuk mengontrol tubuh dan center of gravity secara relatif pada based support yang digambarkan sebagai family adjustment yang diperlukan agar dapat menjaga posture dan gerakan.



2. Syarat-syarat kesetimbangan a. Jumlah semua gaya adalah nol



7



https://id.wikipedia.org/wiki/Benda_tegar



8



David Halliday, dan Robert Recnick, Fisika edisi ke-3 jilid 1, Erlangga, Jakarta, hal. 416.



Agar sebuah benda diam, jumlah gaya yang bekerja padanya harus berjumlah nol. Karena gaya merupkan vekto, komponenkomponen gaya total masing-masing harus nol. Dengan demikian, syarat kesetimbangan adalah ƸFx = 0



ƸFy = 0



ƸFx = 0



Pada umumnya ini akan berhubungan dengan gaya-gaya yang bekerja pada bidang, sehingga biasanya hanya memerlukan komponen x dan y. Perlu diingat bahwa jika sebuah komponen gaya tertentu munujuk sepanjang arah sumbu x atau y negative,tandanya harus negatif. b. Jumlah semua torsi adalah nol Agar sebuah benda tetap diam, torsi total yang bekerja padanya harus tetap nol. Dengan demikian, ℰ𝜏 = 0 Hal ini akan menjamin bahwa percepatan sudut a, sekitar sumbu manapun akan nol. Jika benda pada awalnya tidak berotasi (w = 0), ia tidak akan mulai berotasi.9



Untuk benda dalam keadaan keseimbangan,memiliki enam persyaratan gaya yang tidak saling bergantungan. Keenam persyaratan inimemberikan syarat bagi masing-masing derajat kebebasan (degress of freedom) yang dimiliki oleh benda tegar, tiga unutk translasi dan tiga untuk rotasi.10



3. Macam - macam Keseimbangan. Ada 3 macam keseimbangan, yaitu : a. Keseimbangan translasi Apabila benda tak mempunyai percepatan linier ( a = 0 ) Σ F = 0 dapat diurai ke sumbu x dan y Σ Fx = 0 dan Σ Fy = 0 9



Douglas C.Giancoli,Fisika edisi ke-5jilid 1, Erlangga, Jakarta, hal.288. David Halliday, dan Robert Recnick, op.cit. hal.418.



10



Σ Fx = Resultan gaya pada komponen sumbu x. Σ Fy = Resultan gaya pada komponen sumbu y. Benda yang mempunyai persyaratan tersebut mungkin : 



Diam







Bergerak lurus beraturan.



b. Keseimbangan rotasi Apabila benda tidak memiliki percepatan anguler atau benda tidak berputar ( Σ λ = 0 )



Σ λ = 0 Benda yang



mempunyai persyaratan tersebut mungkin : 



diam







Bergerak melingkar beraturan.



c. Keseimbangan translasi dan rotasi Apabila benda mempunyai kedua syarat keseimbangan yaitu : ΣF=0



Σλ=0



4. Jenis jenis keseimbangan benda tegar



Gambar1. (a) keseimbangan stabil, (b) keseimbangan labil, (c) keseimbangan netral



Benda pada keseimbangan statik jika tidak diganggu maka tidak akan mengalami percepatan translasi maupun rotasi karena jumlah semua gaya dan jumlah semua torsi yang bekerja padanya nol. Jika benda dipindahkan sedikit, maka akan terjadi tiga kemungkinan: benda kembali ke posisi semula, dikatakan sebagai kesetimbangan stabil, benda berpindah jauh dari posisi semula, dikatakan sebagai keseimbangan labil, dan benda tetap berada pada posisinya yang baru, dikatakan sebagai keseimbangan netral.



a. Keseimbangan Stabil



Keseimbangan stabil dapat tercapai apabila benda dalam kedudukan : 1) Kontak dengan dasar /permukaan pijakan luas. 2) Pusat gravitasi terletak rendah dan garis pusat gravitasi



terletak di dalam benda.



Sebuah bola yang tergantung bebas dari sebuah tali berada dalam keseimbangan stabil, jika digerakkan ke satu sisi, bola tersebut akan segera kembali ke posisi semula. Contoh keseimbangan stabil pada tubuh yaitu Berjalan ke depan dengan tidak hilang keseimbangan ketika menerima rangsangan dari luar.



b. Keseimbangan Labil



Terjadinya keseimbangan labil disebabkan garis pusat gravitasi jatuh di luar dasar penyokong dan luas dasar penyokong terlalu kecil. Sebuah pensil yang berdiri diujungnya merupakan keseimbangan labil. Jika pusat gravitasinya tepat di atas ujungnya, gaya total dan torsi total padanya akan nol. Tetapi jika dipindahkan sedikit saja, aka nada torsi yang bekerja padanya dan pensil akan jatuh dengan arah perpindahan awalnya. Contoh keseimbangan labil pada tubuh ialah ketika berjalan menerima rangsangan misalnya saat kesandung batu dan badan kita terjatuh.



c. Kesimbangan netral



Sebagai contoh, sebuah bola yang berada di atas meja horizontal, jika digeser sedikit ke satu sisi, bola tersebut akan tetap berada pada posisinya yang baru. Pada sebagian besar



situasi, seperti pada perancangan struktur dan dalam pekerjaan yang



berhubungan



dengan



membutuhkankesetimbangan



tubuh



stabil



atau



manusia, disebut



juga



keseimbangan.Tubuh dalam status seimbang atau balans apabila gaya yang bekerja padanya saling meniadakan dan tubuh tetap dalam keadaan istirahat. Bilamana ditinjau dari segi pusat gravitasi dan luas kontak, keseimbangan tubuh bisa tercapai dan ditingkatkan apabila: 1) Letak pusat gravitasi direndahkan misalnya pada posisi duduk atau tidur. 2) Peningkatan luas pemukaan penyangga misalnya dalam posisi tidur, duduk, waktu berjalan, bertinju kedua kaki dilebarkan. Keseimbangan tubuh dapat dikurangi dengan cara: a) Meningkatkan pusat gravitasi, dengan cara angkat tangan ke atas, menjunjung barang di atas kepala. b) Mengurangi



dasar



permukaan



penyanggga



dengan cara menjinjit atau berdiri satu kaki.11



Contoh keseimbangan netral yakni Ketika seseorang melakukan gerakan roll depan atau roll belakang ketika sedang senam lantai. 5. Statika: keadaan khusus hukum newton Statika adalah kajian tentang benda-benda dalam keadaan setimbang, misalnya gedung, jembatan, atau pasien yang dibandul. Ketika benda dalam keadaan setimbang, percepatannya adalah nol. Dua syarat yang harus dipenuhi oleh benda dalam keadaan setimbang. Pertama, gaya luar neto yang bekerja pada benda harus sama dengan nol. Kedua, benda itu tidak berotasi. Syarat kedua ini membawah 11



Sri Jumini,Fisika Dalam Atletik dan Beladiri, Jurnal PPKM II (2016), hal.93



sesuatu yang baru, ada kemungkinan untuk membuat suatu benda yang berotasi meskipun gaya luar neto yang bekerja padanya dalah nol. Dalam beberapa situasi kita ingin menghasilkan rotasi dari pada mencegahnya,



misalnya



pada



waktu



membuka



pintu



atau



menggerakkan lengan.12 6. Keseimbangan benda tegar pada tubuh Seorang olahragawan harus memperhatikan keadaan fisik dan teknik yang harus dikuasai sehingga tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan dalam melakukan aktivitasnya. Keadaan fisik meliputi kesehatan dan postur tubuh, sedangkan teknik meliputi teknik olahraga



yang



harus dikuasai, keseimbangan



tubuh,



penentuan



pusat gravitasi, momentum, dan torsi. Teknik dalam olah raga ini banyak sekali dibahas dalam fisika. Seorang olahragawan lompat tinggi dan lompat jauh akan sangat baik dalam aktivitas olah raganya, jika mengetahui pusat gravitasinya dengan baik. Manusia memerlukan keseimbangan agar segala aktivitas yang dilakukannya berjalan baik, sehingga tidak ada bagian tubuh yang cidera, Keseimbangan terjadi jika jumlah semua gaya dan jumlah semua torsi yang bekerja padanya sama dengan nol.13 F = 0



Factor



factor



yang



𝝉 = 𝟎.



mempengaruhi



keseimbangan



menurut



suhartono,2005 adalah: 1) Pusat gravitasi ( center of gravity – COG) Pusat gravitasi terdapat pada semua obyek,pada benda pusat gravitasi terletak tepat ditengah benda tersebut, pusat gravitasi adalah titik utama pada tubuh selalu ditopang oleh titik ini, maka tubuh dalam keadaan 12 13



Yoshapat Sumardi,Dadan Rosada, Materi Pokok Biofisika, UT, Jakarta, hal. 4.12 Op Cit, giancoli,hal.89



seimbang. Pada mausia, pusat gravitasi berpindah sesuai dengan arah atau perubahan berat. Pusat gravitasi dengan bidang tumpu, ukuran bidang tumpu, lokasi garis gravitasi dengan bidangtumpu, serta berta badan. 2) Garis gravitasi (line of gravity – LOG) Garis gravitasi merupakan garis imajiner yang berada vertical melalui pusat gravitasi dengan pusat bumi. Hubungan Antara garis gravitasi, pusat gravitasi dengan bidang tumpu adalah menentukan derajat stabilitas tubuh.



Gambar2



garis



gravitasi



(dhaenkpedro,2009) 3) Bidang tumpu ( base of support – BOS) Bidang tumpu merupkan bagian dari tubuh yang berhubungan dengan permukaan tumpuan. Ketika garis gravitasi tepat beradadibidang tumpu, tubuh dalam keadaan seimbang. Stabilitas yang baik terbentuk dari luasnya area bidang tumpu, semakin besar bidang tumpu, semakin tinggi stabilitas. Misalnya berdiri dengan kedua kaki akan lebih labil dibanding berdiri dengan satu kaki. Semakin dekat



bidang tumpu dengan pusat gravitasi, maka stabilitas tubuh makin tinggi.14 7. Keseimbangan tubuh Tubuh dalam status setimbang atau balans apabila gaya yang bekerja padanya saling meniadakan dan tubuh tetap dalam keadaan istirahat. Bila mana ditinjau dari segi pusat gravitasi dan luar kontak,keseimbangan tubuh dapat tercapai dan ditingkatkan apabila: a. Letak pusat gravitasi direndahkan misalnya pada posisi duduk atau tidur. b. Peningkatan luas permukaan penyangga misalnya dalam posisi tidur,posisi duduk, waktu berjalan, bertinju kedua kaki dilebarkan. Keseimbangan tubuh dapat dikurangi dengan cara : a) Meningkatkan pusat gravitasi, dengan cara angkat tangan keatas, menjunjung barang diatas kepala b) Mengurangi dasar permukaan penyangga dengan cara menjinjit atauberdiri dengan satu kaki.15



8. Mekanisme Keseimbangan Tubuh Menurut



Sherwood



(2002)



mekanisme



fisiologi



terjadinya



keseimbangan dimulai ketika reseptor di mata menerima masukan penglihatan, reseptor di kulit menerima masukan kulit, reseptor di sendi dan otot menerima masukan proprioseptif dan reseptor di kanalissemikularis dan organ otolith (yaitu organ yang mengandung sel rambut dan sel penyangga yang ditutupi oleh suatu membran yang pada permukaannya tertanam kristal-kristal kalsium karbonat atau otolith) menerima masukan vestibular (Brown dkk, 2006). Seluruh masukan atau input sensoris yang diterima disalurkan ke nukleus vestibularis yang ada di batang otak, kemudian terjadi proses 14 15



https://www.academia.edu/8022884/KESEIMBANGAN_STATIS Gabriel J.F, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta, hal. 24



di cerebellum dan dari cerebellum informasi disalurkan kembali ke nukleus vestibularis. Terjadilah output atau keluaran ke neuron motorik



otot



ekstremitas



dan



badan



berupa



pemeliharaan



keseimbangan dan postur yang diinginkan. Keluaran ke neuron motorik otot mata eksternal berupa kontrol gerakan mata dan keluaran ke sistem saraf pusat (SSP) berupa persepsi gerakan dan orientasi. Mekanisme



tersebut



jika



berlangsung



dengan



optimal



akan



menghasilkan keseimbangan yang optimal (Hanes DAdkk,2006). Sistem indera yang bekerja secara bersamaan juga berperan menjaga keseimbangan tubuh, jika salah satu sistem mengalami gangguan maka akan terjadi gangguan keseimbangan pada tubuh (inbalance). Sistem indera yang berperan mengatur/mengontrol keseimbangan seperti visual, vestibular dan somatosensoris (Hanes DA dkk, 2006).16



9. Penerapan pada otot dan sendi Teknik yang telah kita bahas untuk menghitung gaya pada benda daklam kesetimbangan dapat langsung diterapkan pada tubuh manusia. Teknik-teknik ini sangat berguna dalam mempelajari gaya-gaya pada otot, tulang, dan sendi untuk organisme yang sedang bergerak atau diam. Pada umumnya,otot terpasang melealui tendon (urat daging) kedua tulang berbeda. Titik-titik hubungan disebut selipan. Kedua tulang tersebut dihubungkan fleksibel kesebuah sendi, seperti pada siku, lutut, dan pinggul.otot memberikan tarikan ketika serat-seratnya menyusut karna adanya rangsangan oleh saraf, tetapi otot tidak akan pernah memberikan dorongan. Otot yang cenderung mendekatkan dua lenga,seperti otot bisep pada lengan atas disebut otot fleksor, otot yang bekerja untuk merentangkan lengan seperti trisep,disebut ekstensor.



16



https://rdsuryaratri.files.wordpress.com/2018/06/sistem-keseimbangan-pada-manusia.pdf



Otot fleksor pada lengan atas digunakan untuk mengangkat benda dengan tanga,otot ekstensor digunakan untuk melempar bola.17 Manusia tidak lebih stabil dari mamalia berkaki empat,yang tidak hanya memiliki dasar yang lebih besar untuk menopangnya dengan adanya keempat kakinya, tetapi juga mempunyai pusat grafitasi yang lebih rendah. Spesies manusia telah mengembangkan peralatan khusus, seperti otot yang kuat, untuk menghadapi masalah mempertahankan dirinya untuk tetap stabil. Karena posisi yang tegak ini, manusia menderita berbagai penyakit seperti sakit punggung bagian belakang yang disebkan oleh gaya-gaya besar yang terlibat. Ketika berjalan dan melakukan gerakan lainnya, manusia terus menggeser tubuh sehingga pusat gravitasinya berada diatas telapak kaki, walaupun pada orang dewasa normal hal ini tidak memerlukan pemikiran sadar. Gerakan yang sederhana seperti membungkuk pun membutuhkan gerakan pinggul ke belakang sehingga pusat gravitasi tetap berada di atas telapak kaki, dan peletakkan kembali posisi ini dilakukan tanpa pemikiran. Untuk hal ini, tempatkan posisi tumit dan punggung ke dinding dan coba sentuh jari kaki anda. Anda tidak akan bisa melakukannya tanpa jatuh. Orang yang membawa beban berat secara otomatis menyesuaikan sikap tubuh mereka sehingga pusat gravitasi massa total berada di atas telapak kaki.18



17 18



Giancoli, op.cit., hal.295 Ibid, hal. 298



BAB III PENUTUP



A. Kesimpulan Keseimbangan merupakan konsep yang sangat erat kaitannya dengan kenyamanan hidup manusia. Dalam tubuh manusia saja konsep keseimbangan itu ada. Manusia bisa berjalan dengan baik salah satunya ada konsep keseimbangan. Kesetimbangan pada benda terjadi apabila gaya dan torsi pada benda nol, maka benda tidak akan mengalami perubahan gerak maupun rotasi.Secara garis besar ada dua macam keseimbangan, yaitu static balance dan dynamic balance. Manusia memerlukan keseimbangan agar segala aktivitas yang dilakukannya berjalan baik, sehingga tidak ada bagian tubuh yang cidera, Keseimbangan terjadi jika jumlah semua gaya dan jumlah semua torsi



yang bekerja padanya sama dengan nol. Tubuh dalam status



setimbang atau balans apabila gaya yang bekerja padanya saling meniadakan dan tubuh tetap dalam keadaan istirahat. Menurut



Sherwood



(2002)



mekanisme



fisiologi



terjadinya



keseimbangan dimulai ketika reseptor di mata menerima masukan penglihatan, reseptor di kulit menerima masukan kulit, reseptor di sendi dan



otot



menerima



masukan



proprioseptif



dan



reseptor



di



kanalissemikularis dan organ otolith (yaitu organ yang mengandung sel rambut dan sel penyangga yang ditutupi oleh suatu membran yang pada permukaannya tertanam kristal-kristal kalsium karbonat atau otolith) menerima masukan vestibular (Brown dkk, 2006).



B. Saran Dengan adanya makalah ini, diharapkan kita dapat meningkatkan penegetahuan kita dalam mempelajari biofisika tentang biomekanika terutama pada materi konsep keseimbangan benda tegar pada tubuh.



Dengan adanya makalah ini, diharapkan agar kita dapat mengerti bagaimana keseimbangan pada tubuh kita dan menegetahui mekanisme keseimbanganitu sendiri Pemakalah juga berharap agar para pembaca untuk lebih banyak lagi membaca dan mencari materi untuk mendapatkan lebih banyak informasi mengenai materi ini.



Daftar Pustaka Halliday, Daviddan Recnick, Robert. Fisika edisi ke-3 jilid 1,Jakarta: Erlangga Giancoli, C Douglas. 1998. Fisika edisi ke-5jilid 1.Jakarta: Erlangga. Jumini,Sri .2016.Fisika Dalam Atletik dan Beladiri, Jurnal PPKM II J.F,Gabriel. 1996.Fisika Kedokteran. Jakarta : EGC Sumardi,Yoshapat. Dan Rosada, Dadan .2008Materi Pokok Biofisika.Jakarta: UT http://mediascienceeducation.blogspot.com/2017/04/materi-keseimbangan.html https://id.wikipedia.org/wiki/Benda_tegar https://www.academia.edu/8022884/KESEIMBANGAN_STATIS https://rdsuryaratri.files.wordpress.com/2018/06/sistem-keseimbangan-padamanusia.pdf



MAKALAH BIOFISIKA Tentang: Biomekanika



Disusun Oleh: Kelompok 1



Rayusman: 1714080070



Dosen Pembimbing: Dr. Milya Sari, S.Pd., M.Si



JURUSAN TADRIS IPA-FISIKA B FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI IMAM BONJOL PADANG 1439 H/2018 M



KATA PENGANTAR Puji syukur kami ucapkan kepada tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul “ Biomekanika”. Dalam penulisan makalah ini kami pun mendapat banyak ilmu yang berguna, bagi diri sendiri dan pembaca untuk kedepannya. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang MEKANIKA, selain itu juga dengan adanya makalah ini diharapkan bagi pembaca agar dapat mengembangkannya lagi. Makalah yang kami buat ini kami ambil dari beberapa sumber. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada pihak yang ikut ambil alih sehingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca, dan khususnya pada diri kami sendiri serta dapat memberikan wawasan yang lebih luas bagi kita semua. Penyusun menyadari makalah yang kami buat ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Kami mohon untuk saran dan kritiknya demi kesempurnaan makalah yang kami buat ini.



Padang,13 September 2019



Pemakalah



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Biofisika adalah studi fenomena biologis dengan menggunakan metode-metode dan konsep-konsep fisika, sedangkan didalam anonym dikemukakan bahwa biofisika adalah studi interdisiplin tentang fenomena dan problem-problem biologis dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik fisika. Suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanika adalah gaya. Mekanika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk. Mekanika adalah cabang ilmu tertua dari semua cabang ilmu di fisik. Biomekanika didefenisikan bidang ilmu aplikasi mekanika pada sistem biologi. Biomekanika adalah kombinasi antara disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir seluruh makhluk hidup. Dalam biomekanika prinsip-prinsip mekanika dalam menyusun konsep, analisi, desain dan pembenangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedokteran.



B. RUMUSAN MASALAH 2. Bagaimana momentum pada tubuh?



C. TUJUAN 2. Untuk mengetahui momentum pada tubuh !



BAB II PEMBAHASAN



A. Momentum Pada Tubuh 1. Konsep Momentum Momentum dari sebuah benda didefenisikan sebagai hasil kali massa dan kecepatannya. Momentum jamaknya adalah “momenta” biasanya dinyatakan dengan simbol P. Jika kita tentukan m menyatakan massa sebuah benda



dan v kecepatannya maka



momentum P dari sebuah benda adalah P=mv.



.(1)



Karena kecepatan merupakan vektor maka momentum dinyatakan dalam bentuk vektor.19



Arah momentum adalah arah kecepatan, dan besar momentum adalah P = m v. Karena v bergantung pada keran gka acuan, satuan momentum adalah sederhana yaitu massa x kecepatan, yang dalam satuan SI adalah kg.m / s. Tidak ada nama khusus untuk satuan ini. Pemakaian sehari-hari dari istilah momentum sesuai dengan defenisi diatas . Kerena menurut persamaan .(1), sebuah mobil yang berlari cepat mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan dengan mobil yang lambat dengan massa yang sama dan sebuah truk yang berat memiliki momentum yang lebih besar dibandingkan dengan sebuah mobil kecil yang berjalan dengan kecepatan yang sama.Makin 19



Giancoli, Fisika, (Jakarta: Erlangga, 1998), hlm 214



besar momentum yang dimiliki suatu benda, makin sulit untuk menghentikannya, dan makin besar efek yang diakibatkannya jika diberhentikan dengan tabrakan atau tumbukan.Seseorang yang pemain sepak bola mempunya kemungkinaan lebih besar untuk pingsan jika dihadang oleh lawan yang besar dan berlari dengan laju secepatcepatannya dibandingkan dengan seorang lawan yang lebih kecil dan lebih lambat.Truk yang berat dan melaju dengan cepat dapat mengakibatkan kerusakan yang lebih hebat dari pada motor yang berjalan lambat.20 Untuk mengubah momentum benda dibutuhkan sebuah gaya, baik untuk



menaikkan



momentum,



menurunkannya



(misalnya



memberhentikan benda yang sedang bergerak), atau untuk mengubah arahnya.Newton pada awal menyatakan hukum keduanya dalam bentuk momentum. Pernyatan Nowton mengenai hukum gerak kedua, jika diterjemahkan kedalam bahasa modrn , adalah sebagai berikut: Laju perubahan momentum sebuah benda sama dengan gaya totol yang diberikan padanya. Kita dapat menuliskan pernyataan ini dalam bentuk persamaan,



Σ𝐹 =



∆𝑝 ∆𝑡



.(2)



Dimana Σ𝐹 adalah gaya totol yang diberikan kepada benda dan Δ𝑝 adalah hasil perubahan momentum yang terjadi selama selang waktu+Δ𝑡 . Kita dapat langsung menurunkan bentuk yang lebih kita kenal dari hukum Newton Σ𝐹 = ma, dari persamaan .(2) untuk khasus massa konstsn.21



20



Ibid.,



21



Ibid.,



Dalam kehidupan sehari-hari sering terjadi tabrakan, misalnya pemain sipak bola petenju atau mobil. Gaya yang bekerja selama tabrakan berlangsung sering kali sulit untuk ditentukan, walaupun penggunaan langsung hukum Nowton kedua. Apabila terjadi tabrakan antara dua objek, maka penggunaan momentum sangat berhasil, oleh karna totol momentum dari kedua objek selalu tetap , walaupun momentum tiap objek akan berubah. Untuk mendapatkan gambaran yang jelas akan momentum akan disajikan peristiwa rabrakan antara dua objek22



Setelah terjadi tabrakan maka m1 mempunyai kecepatan v1, dengan arah berlawanan dengan v1. Dimikian pula m2 mempunya kecepatan v2, yang berlawanan dengan v2. Adalah P1’ = m1 v1’ dan P2’ = m2 v2’ Kalau kita perhatikan hukum Newton II, dimana gaya sama dengan massa kali percepatan yang dinyatakan dalam rumus:



22



Dr. J. F. Gabriel, Fisika Kedokteran (Jakarta: Kedokteran EGC, 1996),hlm.24.



F= m a = m. (



𝑣 ′ −𝑣 𝑡



)



maka: F. t = m.(v’- v) F. t = m v’ – m v F. t = implus = gaya kali waktu. Dengan demikian momentum adalah gaya kali waktu atau massa kali kecepatan.23



2. Gaya Saat Tumbukan Saat menumbuk suatu benda padat, bagian tubuh (atau tubuh keseluruhan) akan mengalami perlambatan yang cepat, menghasilkan gaya-gaya yang besar. Apabila kita menganggap bahwa perlambatan bersifat konstan dan membatasi diri kita dengan gerakan satu-dimensi, kita dapat menggunakan bentuk hasil hukum kedua Newton. Gaya antara dengan laju perubahan momentum. Bentuk yang lebih umum, massa kali percepatan, dapat ditulis sebagai berikut. F= ma = m(Δv / Δt ) = Δ(mv) / Δt atau F = laju perubahan momentum.



a. Contoh gaya-gaya saat tumbukan Contoh-contoh berikut menggambarkan bagaimana bentuk hukum kedua Newton ini dapat digunakan untuk memperkirakan gayagaya pada tubuh saat tubuh menumbuk sesuatu. Seorang yang sedang berjalan dengan kecepatan 1 m /dtk, secara tidak sengaja menabrak suatu batang besi melintang di kepalanya(aduh!). Misalnya, kepala orang tersebut berhenti pada sekitar Δt = 0,01 dtk dan menempuh jarak tambahan 0,005 m (5 mm).



23



Ibid.,hlm.26.



Massa kepala 3 kg. Berapa gaya yang menyebabkan perlambatan itu? Jawab: perubahan momentum adalah Δ(mv) = (3 kg).(0 m / dtk) – (3 kg)(1 m / dtk) = -3 kg m / dtk ( tanda minus berarti bahwa momentum kepala telah berkurang; gaya memiliki arah berlawanan dengan gerakan). Kerena itu F = (-3 kg m / dtk) / (0,01 dtk ) = -300 N (gaya sekitar 67 ib)



Contoh:Apabila kita ulang kecelakaan ini, dengan batang baja berbantalan 0,02 m (2 cm), waktu perlambatan akan meningkatkan menjadi Δt = 0,04 dtk. Berapa gaya untuk memperlambat kepala pada keadaan ini? Jawab: F = Δ(mv) / Δt = (3 kg m / dtk) / (0,04 dtk) = 75 N (sekitar 15 ib), suatu pengurangan yang cukup bermakna dari khasus pertama.



Salah satu contoh dari gaya dinamik di tubuh adalah pertambahan berat saat jantung berdenyut (sistol). Sekitar 0.06 kg darah mendapat kecepatan sekitar 1 m / dtk ke atas dalam waktu t = 0,1 dtk. Momentum ke atas yang diberikan kepada massa dan arah adalah (0,06 kg)(1 m / dtk) = 0,06 kg m / dtk;oleh karna itu, gaya reaksi terhadap gerakan darah ini adalah (0,06 kg m / dtk) / (0,1 dtk) atau 0,6 N (~0,125 ib, atau 2 oz).24 Hal ini cukup untuk menimbulkan goyangan nyata pada timbangan jenis pagas yang peka.



24



John R. Cameron dkk.,Fisika Tubuh Manusia(Jakarta: Kedokteran EGC,2006),hlm.57.



b. Selamat Setelah Jatuh dari Ketinggian Anda mungkin berpikir bahwa apabila anda jatuh atau meloncat dari tempat yang sangat tinggi, kemungkinan anda akan selamat adalah nol, kecuali tentu saja anda mendarat di sesuatu, seperti bantalan udara raksasa. Dalam keadaan sebenarnya, harapan anda sangat kecil tetapi tidak nol. Ada orang-orang yang selamat jatuh dari tempat yang sangat tinggi.Semua bergantung pada tempat dan bagaimana anda mendarat!Apabila anda jatuh ke semak-semak, cabang pohon, salju tebal,atau lereng bukut, gaya perlambatan yang anda alami mungkin cukup kecil sehingga anda mungkin selamat.25



c. Tabrakan Kendaraan Tabrakan



pada



mobil



modren



berkecepatan



tinggi



menyebabkan penumpang mengalami gaya percepatan atau perlambatan yang sangat besar. Gaya-gaya ini dapat menyebabkan patah tulang, cedera organ dalam, dan kematian bagi pengemudi maupun penumpang. Pada tahun 1960-an dimulai suatu program keamanan untuk mobil yang diatur oleh negara bagian. Bahkan sebelumnya, pihak militer,



NASA,



dan



kelompok-kelompok



ilmuwan



telah



mempelajari gaya-gaya yang dapat ditahan oleh tubuh. Untuk gaya-gaya



kecil



terkontrol,studi



ini



menggunakan



relawan



manusia. Untuk batas-batas yang lebih ekstrem, digunakan mayat, boneka, atau hewan untuk menentukan tentang toleransi. Misalnya, terjadi tabrakan muka antar mobil dengan suatu pengahalang keras, yaitu salalah satu kecelakan lalu lintas yang paling serius. Apa yang terjadi pada mobil dan penumpangnya pada tabrakan tersebut? Bagian depan mobil dirancang untuk tidak kaku; bagian ini agar koples per bagian-bagian, dimulai dari 25



Ibid.,hlm.59



bemper, sehingga pemperpanjang jarak (atau waktu) tumbukan, seperti diperlihatkan pada gambar.



Kolaps yang memanjang ini mengurangi gaya perlambatan. Bagian depan kendaraan mengalami kerusakan parah, tetapi bagian dalam mobil pada dasarnya tidak rusak sehingga penumpang mungkin hanya lecet dan terguncang, tetapi tidak mengalami cedera serius.Tingkat cedera bergantung pada fakror-faktor keamanan tambahan di mobil tersebut, termasuk sistem sabuk pengaman dan bantalan udara yang berfungsi melindungi kepala dan batang tubuh saat tabrakan.26



d. Efek percepatan pada manusia Percepatan tubuh menimbulkan sejumlah efek, misalnya  Seolah terjadi penembakan atau pengurangan berat tubuh, 26



Ibid.,hlm.60



 Perubahan dalam tekanan idrostatik internal  Distorsi jaringan elestik tubuh  Kecendungan zat-zat padat dengan berbagai densitas yang larut dalam suatu cairan untuk berpisah.



Apabila percepatannya cukup besar tubuh akan kehilangn kendali karna tidak memiliki gaya toto yang memadai untuk bekerja melawan gaya percepatan yang besar. Pada kondisi tertentu, darah mungkin terkumpul di berbagai bagian tubuh



e. Gerakan Osilastorik Saat berjalan



tungai (dan lengan) mengalami gerakan repetitif



yang serupa yang terjadi pada pendulum. Dengan memanfaatkan pengamatan ini, kita dapat memperkirakan kecepatan berjalan alami kita membuat model tungkai sebagai suatu pendahulum sederhana (bola terletak di ujung suatu tali yang panjangnya L), seperti terlihat pada gambar berikut ini:



biasa, yaitu bahwa massa tungai terdistribusi secara tidak merata, sedangkan massa pada pendulum biasa tersebut di suatu titik. Untuk mengoreksi perbedaan ini, kita mendefenisikan panjang efektif tungai, Leff’ sebagai manjangpendulum sederhana yang priode osilasinya akan sama dengan yang dimiliki oleh tungai



berbentuk kompleks. Untuk amplitudo osilasi yang kecil periode pendulum sederhana adalah T = 2π (L/g)1/2, dengan g adalah percepatan gravitasi, untuk tungai biasanya pada seseorang dengan tinggi 2 m , Leff = 0,2 m sehingga T = 0,9 dtk ( bilamana angka ini bila di bandingkan dengan kecepatan alami langkah anda ? Ingatlah ini adalah waktu untuk sutu tungakai kembali kelantai untuk langkah berikutnya). Karena sebagian besar orang memiliki dua tungai, maka waktu per langkah adalah T/2 = 0,45 dtk. Apabila kita mengangap bahwa setiap langkah mencakup jarak 0,9 m (sekitar 3 kaki) dalam 0,45 dtk, kecepatan jalan kita adalah: V =(0,9 m) / (0,45 dtk) = 2 m / dtk (7,2 km / jam atau 4,5 mil / jam) Berjalan dengan kecepatan yang ditentukan oleh periode alami tungkai anda membutuhkan energi paling sedikit. Berjalan lebih cepat atau lambat dari pada langkah alami ini menghabiskan lebih banyak energi ! Perhatikan bagaimana lebih cepatnya langkah anak-anak dan hewan peliharaan yang tungkainya lebih pendek. Sistem organ di dalam tubuh kita terutama terdiri dari air, kecuali tulang. Organ-organ kita tidak terfiksasi kuat ; organ-organ ini melekat secara fleksibel ke tulang. Masing-masing organ utama kita kita memiliki frekuensi resonansi (atau periode alami) tersendiri yang bergantung pada massa dan gaya elestik yang bekerja padanya. Rasa nyeri atau rasa tidak nyaman timbul apabila organ



tertentu



mengalami



getaran



kuat



resionansinya seperti pada gambar berikut ini:



pada



frekuensi



Peredam kejut adalah alat untuk mengurangi atau meredam efek getaran yang tidak di inginkan. Atlet perempuan sering menggunakan bra khusus untuk meredam gerakan payudara mereka kerena mereka sering berlari atau sekitar frekuensi alami payudara, yang besarnya kurang lebih 2 Hz ( 1’ Hz =1 getaran / dtk), periode T = 0,5 dtk. Getaran berlebihan sering terjadi di truk adan pesawat udara tertentu. Hal ini menakibatkan rasa lelah dan tidak nyaman bagi penumpang dan dapat manyebabkan gangguan penglihatan. Frekuensi getaran kendaraan bermotor, dan beralatan lingkungan yang halus getarannya, misalanya kipas angin besar yang digunakan untuk menyebarkan udara dalam urang tertutup, adalah sekitar 8 Hz atau kurang, sedangkan frekuensi getaran di pesawat udara biasanya lebih tinggi.



3. Kegunaan Momentum Dalam Bidang Olah raga



Salah satu aktivitas atlet adalah mencoba untuk meningkatkan pemindahan momentum. Sebagai contoh pada waktu bertinju, pukulan



melalui lencangan tangan tidak begitu efektif dalam memberi momentum kepada lawan kecuali pukulan tersebut berkaitan dengan gerakan badan. Dalam karate, untuk memindahkan momentum yang besar sering berkaitan sekali akan kecepatan gerak dari lengan dari pada gerakan seluruh tubuh. Sedangkan dalam lompat peluru terjadi perpindahan bentuk kecepatan lambat dari gerak massa seluruh tubuh menjadi kecepatan tinggi disalurkan kepada peluru. Momentum memainkan peranan penting dalam olah raga. Gambar tabel dibawah ini memberikan gambaran berbagai olah raga dalam menggunakan bola, mengenai kecepatan, tumbukan dalam kaitan implus dan momentum.27



a. Momentum Olah raga Tennis Dalam olah raga tennis, reket, lengan dan badan merupakan bagaian dari tumbukan. Massa reket 0,4 kg, dapat beraksi apabila tubuh dalam keadaan ekstensi. Massa efektif tumbukan (reket) tergantung kepada bagaian tubuh manausia yang dipakai dan bagaimana



cara



mempergunakan.



Apabila



seseorang



mengayunkan reket, mula-mula pergelangan tangan yang beraksi; massa efektif tumbukan sangat kecil sehingga ayunan



27



Dr. J. F. Gabriel, Fisika Kedokteran (Jakarta: Kedokteran EGC, 1996),hlm.26.



tangan diabaikan. Apabila reket tennis dipakai memukul bola, menurut hukum Newton ke III bola akan menerima gaya dari reket, sedangkan reket mendapatkan gaya dari tubuh dan bola akan memberi gaya ke bumi pada saat bola mengenai tanah. Massa efektif bukanlah angka tanpa arti, melainkan dalam mempelajari gerakkan atlet perlu mengetahui cara bagaimana meningkatkan massa efektif tumbukan dan kecepatan bola yang tinggi. Misalkan massa bola m, kecepatan inisial adalah nol. Kecepatan akhir adalah v’; massa efektif tumbukan M, mempunya initial kecepatan V dan kecepatan akhir V’. Jika gerakan dalam satu garis lurus maka besar momentum adalah: MV = MV’ + mv Kita asumsikan m, v’, V dan V’ diketahui maka besarnya massa efektef tumbukan: 𝑚 𝑉′



M = 𝑉−𝑉′



Contoh soal: Hitunglah massa efektif tumbukan pada waktu melakukan surve tennis. Apabila diketahui massa bola



(m) 0,058 kg,



kecepatan bola (v’) ms-1, kecepatan tumbukan sebelum (V) 38 ms-1 dan kecepatan sesudah tumbukan (V’) 35 ms-1 dan berapa gaya (angka-angka tertera sesuai dengan tabel yang ada).28 Jawab: 𝑚 𝑣′



Massa efektif tumbukan : M = 𝑉−𝑉 =



𝑚 𝑠



(0,058 𝑘𝑔)(51 ) (38−33)𝑚/𝑠



= 0,59 kg Gaya pada bola sebelum tumbukan berlangsung:



28



Ibid.,hlm.27.



F. t = m(V’ – v)F



=



𝑚 (𝑉 ′ −𝑣) 𝑡



=



𝑚 𝑠



(0,058 𝑘𝑔)(51 ) 4𝑥



10 𝑠 3



= 740 N



b. Momentum dalam karate Dalam karate momentum tinggi dari suatu tumbukan dicapai melalui gerakan cepat dari lengan. Pada pukulan kedepan, gerakan mula-mula diperkirakan lurus dan terjadi tumbukan dan ketika gerakan dengan kecepatan maksimum serta panjang jangkauan tangan 70 %



Agar lebih jelas beberapa gaya pukulan, energi kinetik inisial dan energi kinetik setelah terjadi tumbukan lihatlah contoh berikut ini.



Contoh: Seorang karateka melakukan gerakan pukulan ke depan jangkauan tangan 70% dengan kecepatan bergerak bersama-sama setelah tumbukan terjadi. Berapakah gaya rata-rata pukulan dan berapa besar energi kinetik yang hilang apabila diketahui lengan (ma) 7 kg, massa kepala (m head) = 6 kg, waktu tumbukan 10-3 s dan kecepatan V =5,5 ms-1



Jawab: Rumus momentum: ma V = (ma + ma ) V’ ma V



V’= 𝑚𝑎+𝑚𝑛



=



𝑚 𝑠



(7 𝑘𝑔)(5,5 ) 7 𝑘𝑔 +6 𝑘𝑔



= 2,96 ms-1



Gaya rata-rata pukulan : F= F=



maV′ −𝑚𝑎 𝑉 𝑡 𝑚 𝑠 10 𝑆 3



𝑚 𝑠



(7 kg)(2,96 )−(7 𝑘𝑔)(5,5 )



= - 17.800 N



Lawan menerima gaya sebesar 17.800 N Energi kinetik inisial yang dihasilkan lengan: Ko = ½ ma V2 = ½ (7 kg) (5,5 ms-1) = 106 J Energi kinetik setelah tumbukan : K = ½ (ma + mn) V2 = ½ (7 kg + 6 kg) (2,96 ms-1)2 = 57 J. K – Ko = 49 J. Merupakan energi yang merusak lawan. Dalam karate, orang berusaha melumpuhkan lawan, kalau mungkin mematahkan tulang, ini memungkinkan dengan tumbukan cepat dan mengalih energi yang besar. Pada olah raga tinju melumpuhkan lawan secara bertahap melalui pukulan



berturut-turut; waktu tumbukan lama terutama apabila memakai sarung tangan dan mengalih energi perpukulan berkurang sebanding dengan waktu.29



29



Ibid.,hlm.29.



BAB III PENUTUP



A. KESIMPULAN Mekanika adalah salah satu cabang ilmu dari bidang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanik yang disebut gaya. Mekanika adalah cabang ilmu yang tertua dari semua cabang ilmu dalam fisika. Gaya adalah gaya vector yang mempunyai besar dan arah. Disini kita sedikit tentang penjumlahan vector. Vector digambarkan anak panah. Arah panah menunjukan arah vector, dan panjang anak panah itu sebanding dengan besar vector. Keseimbangan merupakan konsep yang sangat erat kaitannya dengan kenyamanan hidup manusia. Momentum dari sebuah benda didefenisikan sebagai hasil kali massa dan kecepatannya. Momentum jamaknya adalah “momenta” biasanya dinyatakan dengan simbol P. Jika kita tentukan m menyatakan massa sebuah benda dan v kecepatannya maka momentum P dari sebuah benda adalah P=mv.



A. SARAN



Sumber referensi:



Giancoli. 1998, Fisika. Jilid 1. Jakarta: Erlangga Gabriel, JF. 1996. Fisika Kedokteran. Jakarta: EGC Cameron, John R. Dkk. 2006. Fisika Tubuh Manusia. Jakarta: EGC



MAKALAH BIOFISIKA tentang Energi Dalam Tubuh (Kekekalan Energi Dalam Tubuh, Perubahan Energi Tubuh)



Disusun oleh: Windi Melani Elviyonita 1714080067



Dosen pembimbing: Dr. Milya Sari. S.Pd., M.Si



JURUSAN TADRIS IPA-FISIKA B FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGRI (UIN) IMAM BONJOL PADANG TP. 1441 H / 2019



KATA PENGANTAR Puji syukur kami ucapkan kepada tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul “ Biomekanika”. Dalam penulisan makalah ini kami pun mendapat banyak ilmu yang berguna, bagi diri sendiri dan pembaca untuk kedepannya. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang energi dalam tubuh, selain itu juga dengan adanya makalah ini diharapkan bagi pembaca agar dapat mengembangkannya lagi.Makalah yang kami buat ini kami ambil dari beberapa sumber.Kami juga mengucapkan terima kasih kepada pihak yang ikut ambil alih sehingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca, dan khususnya pada diri kami sendiri serta dapat memberikan wawasan yang lebih luas bagi kita semua. Penyusun menyadari makalah yang kami buat ini memiliki kelebihan dan kekurangan.Kami mohon untuk saran dan kritiknya demi kesempurnaan makalah yang kami buat ini.



Padang, 10 September 2019



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Dukungan ilmu fisika semakin hari semakin besar bagi perkembangan dunia, karena Ilmu fisika merupakan ilmu dasar yang mutlak diperlukan untuk menunjang perkembangan teknologi.Kata fisika “physicist” yang asal katanya berasal dari bahasa Yunani yaitu “Physike” (ilmu alam).Dalam perkembangan selanjutnya fisika bekerja pada bidang bidang biologi yang dikenal dengan biofisika.Biofisika adalah studi fenomena biologis dengan menggunakan metode-metode dan konsepkonsep fisika, sedangkan didalam anonim ditemukan bahwa biofisika adalah studi interdisiplin tentang fenomena-fenomena dan problemproblem biologis dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik fisika. B. Rumusan Masalah 1. Apa itu energi dalam tubuh? 2. Apa itu kekekalan energi dalam tubuh? 3. Bagaimana proses perubahan energi dalam tubuh C. Tujuan 1. Untuk mengetahui pengertian energi dalam tubuh. 2. Untuk mengetahui seperti apa kekekalan energi dalam tubuh. 3. Untuk mengetahui bagaimana proses perubahan energi dalam tubuh.



BAB II PEMBAHASAN A. Energi Dalam Tubuh (Kekekalan Energi Dalam Tubuh, Perubahan Energi Tubuh) Energi adalah suatu konsep dasar dalam fisika. Dalam fisika tubuh manusia, energi merupakan hal yang sangat penting. Seluruh aktifitas tubuh, termasuk berpikir, menggunakan energi. Perubahan energi menjadi kerja, seperti mengangkat suatu beban atau mengendarai sepeda, hanya mencerminkan sebagian kecil penggunaan energi total di tubuh. Makanan adalah sumber utama energi (bahan bakar) bagi tubuh. Makanan yang kita konsumsi umumnya tidak terdapat dalam bentuk yang sesuai untuk konvensi energi secara langsung. Makanan harus diubah secara kimiawi oleh tubuh untuk menghasilkan beragam molekul yang dapat berikatan dengan oksigen di sel tubuh. Dari sudut pandang fisika, kita dapat menganggap tubuh sebagai suatu pengubah (converter) energi yang tunduk pada hukum kekelan energi. 1. Kekekalan energi dalam tubuh Kekekalan energi ditubuh dapat ditulis sebagai suatu persamaan sederhana: Perubahan simpanan Energii ditubuh (yaitu)



pengeluaran =



panas tubuh



kerja yang +



dilakukan



Makanan, energi, lemak Tubuh dan panas tubuh



Persamaan ini, yang merupakan pernyataan dari hukum pertama termodinamika, menganggap bahwa tidak ada makanan atau minuman yang masuk dan tidak ada



makanan atau minuman yang masuk dan tida ada fese atau urin yang dikeluarkan secara interval waktu bersingkatan. Saat tubuh melakukan kerja atau tidak melakukan kerja, terjadi perubahan energi yang terus-menerus, kita dapat menuliskan hukum pertama termodinamika sebagai: ∆U = ∆Q - ∆W



(2.1)



Tubuh yang tidak melakukan kerja (∆W=0) dan pda suhu konstan secara umum akan kehilangan panas ke lingkungannya apabila suhu ingkungan lebih rendah sehingga ∆Q negatif. Oleh karena itu, ∆U juga negatif, yang menunjukkan penurunan simpanan energi. Perihal energi ∆Q di bagian 2.4 Ada manfaatnya bila kita menghitung kecepatan perubahan ∆U, ∆Q dan ∆W (perubahan ketiga kuantitas ini dalam interval waktu singkat ∆t). Persamaan 2.1 kemudian menjadi: ∆𝑈 ∆𝑡



=



∆𝑄 ∆𝑡



-



∆𝑊



(2.2)



∆𝑡



Persamaan 2.2 adalah bentuk lain dari hukum pertama termodinamika. Persamaan ini menyatakan bahwa kecepatan perubahan energi adalah tetap disemua proses, tetapi tidak menyatakan apakah suatu proses dapat terjadi atau tidak. Sebagai contoh, hukum pertama menyatakan bahwa apabila kita memberikan panas kepada tuuh dengan kecepatan tertentu, ∆Q/∆t, kita dapat mengharapkan tubuh menghasilkan atau menyimpan energi kimia dengan kecepatan tertentu. 2. Perubahan Energi di Tubuh Lavoiser adalah orang pertama yang menyatakan (pada tahun 1784) bahwa makanan



mengalami



argumentasinya



pada



oksidasi



setelah



pengukuran



dikonsumsi.



terhadap



hewan



Ia



mendasarkan



percobaan



yang



memperlihatkan bahwa konsumsi oksigen meningkat selama proses pencernaan. Sekrarang kita mengetahui bahwa penjelasan ini kurang tepat; penjelasan yang tepat adalah bahwa oksidasi terjadi di sel-sel tubuh.



Pada proses oksidasi melalui pembakaran (kombustio), terjadi pembebasan panas. Pada proses oksidasi didalam tubuh, panas dibebaskan sebagai energi metabolisme. Kecepatan pembentukan energi disebut laju metabolisme (metabolic rate).



Tabel 2.1



Hubungan Energi Standar pada Beberapa Makanan dan Bahan Bakar



Makanan



atau Energi



Bahan Bakar



yang Energi



yang Energi



yang



dibebaskan per satuan dibebaskan per dibebaskan per volume



O2



dikonsumsi (J/m3)



yang kilogram



yang gram (kkal/g)



dikonsumsi (J/kg)



Glukosa



21,0 x 106



1,6 x 107



3,8



Karbohidrat



22,2 x 106



1,72 x 107



4,1



Protein



18,0 x 106



1,72 x 107



4,1



Lemak



19,7 x 106



3,89 x 107



9,3



-



-



Makanan



sehari- 20,1-20,9 x 106



hari Bensin



-



4,77 x 107



11,4



Batubara



-



3,35 x 107



8,0



Kayu (pinus)



-



1,88 x 107



4,5



Saat dalam keadaan istirahat total, orang normal akan mengonsumsi energi dengan kecepatan sekitar 92 kkal/jam, atau sekitar 100 W. Tingkat konsumsi energi ini, yang disebut laju metabolisme basal (basal metaboli rate,BMR), adalah jumlah energi yang diperlukan untuk melakukan fungsi tubuh minimal (misalnya bernapas dan memompa darah ke arter) dalam keadaan istirahat. Secara klinis, BMR bergantung terutama pada fungsi tiroid. Seseorang yang aktivitas tiroidnya berlebihan (hipertiroid) memiliki BMR yang lebih tinggi daripada orang dengan fungsi tiroid yang normal.



Karena energi yang digunakan untuk metabolisme basal berubah menjadi panas yang terutama dikeluarkan melalui kulit, maka dapat diperkirakan bahwa laju metabolisme basal berkaitan dengan luas permukaan atau massa tubuh. Gambar 2.1 adalah plot BMR (yang dinyatakan dalam kkal/hari) untuk berbagai hewan yang beratnya berbeda. Kecuraman garis menunjukkan BMR proporsional dengan (massa)3/4. Oleh karena itu, ketika hewan semakin membesar, BMR mereka meningkat lebih cepat daripada peningkatan luas permukaan, yang proposional dengan (massa)2/3, tetapi tidak secepat volumenya (massa). Laju metabolisme terutama bergantung pada suhu perubahan kecil pada suhu dapat menimbulkan perubahan besar dalam kecepatan reaksi kimia. Apabila suhu tubuh berubah sebesar 1oC, terjadi perubahan laju metabolisme sekitar 10%. Sebagai contoh, apabila pasien memiliki suhu 40oC, atau 3oC diatas normal, laju metabolisme (dan konsumsi oksigen) akan menurun sekitar 30%. Anda dapat melihat mengapa hibernasi pada suhu tubuh yang rendah menguntungkan bagi hewan dan mengapa suhu pasien kadang-kadang diturunkan selama pembedahan jantung untuk mengurangi konsumsi oksigen. Dahulu, BMR ditentukan berdasarkan konsumsi oksigen saat istirahat. Kita juga dapat memperkirakan energi makanan yang digunakan dalam berbagai aktivitas fisik dengan mengukur konsumsi oksigen, tabel 2.2 menyajikan nilai standar untuk berbagai aktivitas. Disini, laju konsumsi energi diberikan dalam J/(m2dtk) sehingga dapat diperkirakan nilai untuk orang dengan berbagai ukuran tubuh. Untuk mengetahui luas permukaan tubuh anda dalam m2, gunakan hubungan empiris A = 0,202 M0,425H0,725, dengan H adalah tinggi anda dalam meter dan M adalah massa anda dalam kilogram (ref:Ruch dan Patton). Tabel 2.2



Konsumsi oksigen dan daya yang dibutuhkan untuk aktivitas sehari-hari



aktivitas



Konsumsi O2



x



104



Produksi panas



Konsumsi energi



ekivalen



J/m



(m3/dtk) Kkl/mnt



J/dtk



Tidur



4,0



1,2



83



47,7



Istirahat duduk



5,7



1,7



120



66,8



Berdiri santai



6,0



1,8



125



72,6



Naik mobil



6,7



2,0



140



78,5



10,0



3,0



210



119,1



12,7



3,8



265



151,1



Bersepeda 15 km/jam



19,0



5,7



400



226,6



Main tenis



21,0



6,3



400



250,0



Berenang gaya dada



22,7



6,8



475



265,0



26,0



7,8



545



310,0



116



32,7



9,8



685



390,0



Naik sepeda 21 km/jam



33,3



10,0



700



395,0



Main basket



38,0



11,4



800



450,0



Harvard step test



53,7



16,1



1120



640,0



Duduk



saat



kuliah



(terjaga) Berjalan



lambat



(5



km/jam)



(1,6 km/jam) Main seluncur es 15 km/jam Naik



tangga



langkat/manit



*



suatu diuji dimana subjek naik turun tangga 0,4 m dengan kecepatan 30 kali/mnt



selama 5 menit Konsumsi oksigen untuk berbagai organ telan diukur, dan nilainya disajikan di tabel 2.3. perhatikan bahwa sebagian organ menggunakan daya yang cukup besar dan bahwa ginjal menggunakan lebih banyak daya per kg daripada jantung.



Tabel 2.3



Penggunaan Oksigen dan Kontribusi Laju Metabolik oleh Organ-organ Utama pada Seorang Pria Sehat 65 kg saat istirahat



Organ



Mass



Laju



Daya



Daya per Kontribusi



a



konsumsi



yang



kg



sebagai %



rerata O2 oleh digunaka



(kkal/mnt



BMR



eksperimen



n



/kg)



(ml/mnt)



(kkal/mnt )



Hati dan limpa



-



67



0,33



-



27



Otak



1,40



47



0,23



0,16



19



Otak rangka



28,0



45



0,22



7.7x10-3



18



Ginjal



0,30



26



0,13



0,42



10



Jantung



0,32



17



0,08



0,26



7



Sisanya



-



48



0,23



-



19



*diadaptasi dari passmore R, dalam pasmore R, robson JS (ed). A Companion to Medical Studies, vol I blackwell, osney mead, england (1968)



BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN Energi adalah suatu konsep dasar dalam fisika. Dalam fisika tubuh manusia, energi merupakan hal yang sangat penting. Seluruh aktifitas tubuh, termasuk berpikir, menggunakan energi. Perubahan energi menjadi kerja, seperti mengangkat suatu beban atau mengendarai sepeda, hanya mencerminkan sebagian kecil penggunaan energi total di tubuh. Kekekalan energi dalam tubuh adalah kecepatan perubahan energi yang tetap disemua proses, tetapi tidak menyatakan apakah suatu proses dapat terjadi atau tidak. Sebagai contoh, hukum pertama menyatakan bahwa apabila kita memberikan panas kepada tuuh dengan kecepatan tertentu, ∆Q/∆t, kita dapat mengharapkan tubuh menghasilkan atau menyimpan energi kimia dengan kecepatan tertentu. Lavoiser adalah orang pertama yang menyatakan (pada tahun 1784) bahwa makanan



mengalami



argumentasinya



pada



oksidasi



setelah



pengukuran



dikonsumsi.



terhadap



hewan



Ia



mendasarkan



percobaan



yang



memperlihatkan bahwa konsumsi oksigen meningkat selama proses pencernaan. Sekrarang kita mengetahui bahwa penjelasan ini kurang tepat; penjelasan yang tepat adalah bahwa oksidasi terjadi di sel-sel tubuh. B. SARAN Kepada pembaca makalah ini, semoga dapat meningkatkan kemampuan serta ilmu yang ada dalam fisika khususnya dalam bidang biofiska dengan cara memperbanyak membaca buku reverensi-reverensi yang berhubungan dengan biofisika sebanyak mungkin.



DAFTAR PUSTAKA Cameron, John R. Dkk. 2006. Fisika Tubuh Manusia. Jakarta: EGC



MAKALAH BIOFISIKA Tentang Biomekanika



Oleh: MelldaDelfia



1714080045



Dosen Pembimbing: Dr. Milya Sari, M.Si



JURUSAN TADRIS IPA (FISIKA) -B FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) IMAM BONJOL PADANG 1440/2018



KATA PENGANTAR



Puji syukur kami ucapkan kepada tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul “ Biomekanika”. Dalam penulisan makalah ini kami pun mendapat banyak ilmu yang berguna, bagi diri sendiri dan pembaca untuk kedepannya. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang MEKANIKA, selain itu juga dengan adanya makalah ini diharapkan bagi pembaca agar dapat mengembangkannya lagi.Makalah yang kami buat ini kami ambil dari beberapa sumber.Kami juga mengucapkan terima kasih kepada pihak yang ikut ambil alih sehingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga makalah yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca, dan khususnya pada diri kami sendiri serta dapat memberikan wawasan yang lebih luas bagi kita semua. Penyusun menyadari makalah yang kami buat ini memiliki kelebihan dan kekurangan.Kami mohon untuk saran dan kritiknya demi kesempurnaan makalah yang kami buat ini.



Padang, 10 September 2019



BAB I PENDAHULUAN



D. Latar Belakang Dukungan ilmu fisika semakin hari semakin besar bagi perkembangan dunia, karena Ilmu fisika merupakan ilmu dasar yang mutlak diperlukan untuk menunjang perkembangan teknologi.Kata fisika “physicist” yang asal katanya berasal dari bahasa Yunani yaitu “Physike” (ilmu alam).Dalam perkembangan selanjutnya fisika bekerja pada bidang bidang biologi yang dikenal dengan biofisika.Biofisika adalah studi fenomena biologis dengan menggunakan metode-metode dan konsep-konsep fisika, sedangkan didalam anonim ditemukan bahwa biofisika adalah studi interdisiplin tentang fenomena-fenomena dan problem-problem biologis dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik fisika. Mekanika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk.Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.Pesawat sederhana dikelompokkan menjadi empat jenis, yaitu tuas, bidang miring, katrol, dan roda berporos.Pada tubuh manusia terdapat prinsip-prinsip pesawat sederhana berupa tuas. Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali kekondisi semula setelah gaya yang diberikan pada benda tersebut hilang dan prinsip-prinsip elastisitas juga terapat pada jaring laba-laba. E. Rumusan Masalah 4. Bagaimana prinsip pesawat sederhana pada tubuh manusia? 5. Bagaimana elastisitas pada jaring laba-laba? F. Tujuan 4. Untuk mengetahui prinsip pesawat sederhana dalam tubuh manusia. 5. Untuk mengetahui prinsip elastisitas dan elastisitas pada jaring labalaba.



BAB II PEMBAHASAN



A. PRINSIP PESAWAT SEDERHANA PADA DALAM TUBUH MANUSIA 1. Konsep-Konsep Pesawat Sederhana Pesawat sederhana adalah semua alat bantu yang susunannya sederhana dan dapat memudahkan pekerjaan manusia. Pesawat sederhana juga disebut dengan alat mekanik yang mampu mengubah arah atau besaran dari suatu gaya. Sebuah pesawat sederhana menggunakan satu gaya kerja untuk bekerja melawan satu gaya beban.30 Jenis-jenis pesawat sederhana ada empat macam yaitu, tuas, katrol, bidang miring, dan roda gigi sebagai berikut penjelasannya: a.



Tuas Tuas sering dikenal dengan namapengungkit. Sistem kerjanya terdiri dari titik tumpu, beban, dan kuasa.Berdasarkan sistem kerjanya tuas dibagi menjadi tiga yaitu, tuas jenis pertama, tuas jenis tuas kedua, dan tuas jenis ketiga.31 1.) Tuas jenis pertama Susunan tua jenis pertama adalah titik tumpu berada diantara beban dan kuasa.Jadi, yang berada ditengah adalah titik tumpunya.Contoh, gunting, alat pemotong kayu, linggis dan tang. 2.) Tuas jenis kedua Susunan tuas jenis kedua adalah beban berada ditengah atau diantara titik tumpu dan kuasa contoh: gerobah barang, pemecah kemiri, dan pembuka botol. 3.) Tuas jenis ketiga



30



Departemen Pendidikan Nasional, Ilmu Pengetahuan Alam Kelas VIII SMP/MTs Semester1, Jakarta : Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan (2014), hal. 53 31 SitiZubaidah dkk, Buku Siswa Kelas 8 IPA, Pusat Kurikulum Dan Perbukuan Litbang Kemendikbud: (2017), hal. 82



Susunan tuas jenis ketiga adalah kuaa berada ditengahdiantara titik tumpu dan kuasa contoh: orang sedang memancing, orang sedang menyapu, dan seseorang yang sedang mengangkat barbel.32 b.



Bidang miring Bidang miring adalah salah satu jenis pesawat sederhana yang bentuknya miring,contoh: mata pisau yang semakin tipis untuk memudahkan dalam memotong sesuatu.



c.



Katrol Katrol adalah salah satu jenis pesawat sederhana yang beruparoda yang diberi tali. 1.) Katrol tetap Fungsi katrol tetap ini adalah mengubah arah gaya. Keuntungan mekanis katrol tetap berupa alat untuk mengambil air yang bisa kita temukan di sumur. 2.)



Katrol bergerak Katrol bergerak adalah alat yang bisa digunakan untuk mengangkat beran yang berat seperti peti kemas, karna keuntungan mekaniknya adalah dua.33



d.



Roda atau gear Adalah pesawat sederhana yang berbentuk lingkaran roda atau gear, contoh: roda pada kendaraan, dan alat-alat lain yang menggunakan roda untuk bergerak.



2. Prinsip Pesawat Sederhana Pada Tubuh Manusia Pada tubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana.Prinsip-prinsip pesawat sederhana tersebut ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia.Ketika kerja dipermudah artinya energi yang dikeluarkan lebih sedikit.Energi dan kerja (usaha) dinyatakan 32



Ibid, hal. 84-85 SugengYuliIrianto.dkk, Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs KELAS VIII, Jakarta: PT.Sekawan Cipta Karya (2008), hal. 153 33



dalam satuan joule. Kerja atau usaha di defenisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, sehingga dapat dituliskan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, sehingga dapat ditulis dengan rumus berikut.34 W = F.S dimana:



W = Usaha (Joule)



F = Gaya (Newton) S = Jarak (Meter) Kerangka utama tubuh manusia ditutupi oleh otot, yang berfungsi untuk memungkinkan



gerakan.Untuk



memindahkan



atau



mengangkat



pengungkit.Begitu juga yang terjadi pada prinsip kerja gerak otot bisep dan trisep. Adapun sifat kerja otot pada manusia terbagi menjadi dua yaitu antagonis dan sinergis: 1.) Antagonis adalah kerja otot yang kotraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan. 2.) Sinergis adalah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan gerakan searah. Pada gerak otot bisep dan trisep untuk memindahkan atau mengangkat beban adalah menggunakan prinsip kerja pengungkit golongan pertama (1) yaitu pengungkit yang memiliki susunan letak titik tumpunya berada diantara titik tanggap gaya ( titik kuasa) dan penyangga berada pada sendi engsel, titik kuasa berada di bahu, dan untuk titk beban adalah terletak di tangan. Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi (memendek) dan otot trisepberelaksi( memanjang). Untuk menurunkan lengan bawah, otot trisep kontrak (memendek) dan otot bisepberelaksasi( memanjang),35 seperti gambar:



34



Giancoli, Douglas C..Fisika Jilid I . Jakarta: Erlangga (2001), hal: 295



Otot dan rangka bekerja bersama-sama pada saat seseorang melakukan gerakan. Pada saat melakukan suatu aktivitas, otot, tulang dan sendi akan bekerja bersama-sama. Prinsip kerja kegiatannya seperti sebuah pengungkit ,dimana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.



B. Elastisitas Pada Sarang Laba-Laba 1. Konsep Elastisitas Elastis atau elastisitas (fisika) adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke kondisi awalnya ketika gaya yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Contoh benda elastis adalah pegas, plastisin, karet dan lain-lain. Selain bersifat elastis, pegas juga dapat berubah menjadi bersifat plastis jika ditarik dengan gaya yang besar melewati batas elastisnya.36 Perbandingan besar gaya tarik (F) terhadap pertambahan panjang benda (∆x) bernilai konstan. Konstan artinya sebanding. Proporsional kedua besaran tersebut dinotasikan dengan rumus persamaan: F = k . ∆x Dimana, F = besarnya gaya yang diberikan atau gaya tarik (N) ∆= pertambahan panjang benda (m) k = konstanta benda (N/m) Pada kondisi pegas saat ditarik, terdapat gaya pada yang besarnya sama dengan gaya tarikan pada pegas tetapi arahnya berlawanan (Freaksi) = (Freaksi). Jika gaya tersebut disebut dengan pegas (Fp) maka gaya inipun sebanding dengan pertambahan panjang pegas (∆x).



36



Sarwono dkk, Fisika 2 Untuk SMA Kelas X, Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional (2009), hal. 47



Persamaan gayapegasdinotasikan dengan rumus: Fp = - F Fp = - k. ∆x Fp = gayapegas (N) ∆x = pertambahan panjang pegas (m) k = konstanta pegas (N/m) Tanda minus (-) tersebut hanya menyatakan arah gayapegas yang berlawanan dengan arah gaya tarik. Besaran-besaran elastisitas fisika:37 a. Tegangan (Stress) Tegangan yaitu besarnya gaya yang bekerja pada suatu permukaan benda persatuan luas.Rumus tegangan elastisitas yaitu:



b. Regangan (srain) Regangan dalam elastisitas yaitu pertambahan panjang yang terjadi pada benda karena pengaruh gaya luar per panjang mula-mula benda itu sebelum gaya luar bekerja padanya. Rumus tegangan yaitu:



c. Modulus Elastis(Modulus Young) Modulus



young



yaitu



perbandinganantara



tegangan



dengan



regangan.Rumusnya yaitu:



Jika diuraikan rumus tegangan dan regangan didapat persamaan yaitu:



37



Giancoli, Douglas C..Fisika Jilid I . Jakarta: Erlangga (2001), hal: 299-301



2. Elastisitas Jaring Laba-Laba Benang pada jaring laba-laba memiliki kekuatan yang luar biasa hal ini dapat kita lihat dari disiplin ilmu fisika. Walau lebih tipis dari rambut dan lebih ringan dari kapas, kekuatan jaring laba-laba memiliki kekuatan yang luar biasa, jaring laba-laba memiliki gaya tegang sekitas 150.000 kg/m2. Jadi, bila ada setuastali berdiameter 30cm terbuat dari benang laba-laba, tali itu akan mampu menahan beban 150 unit mobil seberat 1000kg. Hal ini tidak terlepas dari struktur jaring laba-laba yang sungguh unik ketika ada gaya yang dihasilkan pada jaring laba-laba maka gaya tersebut akan tersebar keseluruh jaring laba-laba tidak Terlalu besar, sesuai hukum Pascal yaitu: P= F



.



A Dengan, P = tekanan , F = gaya A = luas permukaan Jadi, semakin besar luas permukaan maka tekanan akan semakin kecil. Kekuatan jaring laba-laba akan lebih terlihat ketika ada lalat atau serangga yang terbang menerjangsarangnya. Tegangan didefenisikan sebagai hasil bagi antara gaya F yang dialami jaring dengan luas penampang nya (A). Sedangkan renggangandidiefinisikansebagaihasil bagi antara pertambahan panjang ∆L dengan panjang awal L atau e = ∆L/L. Dengan demikian, modulus elastisitas suatu bahan didefenisikan sebagai perbandingan antara tegangan dengan yang dihasilkan oleh jaring laba-laba. Modulus elastisitas = atau E = σ / e Dengan, satuan N/m2 atau Pascal. Laba-laba membuat jaringnya sesuai dengan ukuran mahluk- mahluk yang hendak ditangkapnya. Jika ingin berburu kupu-kupu besar, laba-laba ini memperluas dan menambah kekuatan elastisitas jaringnya.Sudut jaringpun berubah bergantung jenis mangsa yang ingin ditangkap (serangga terbang, berjalan, merayap, dll).Ini untuk mengurangi kerusakan dan meningkatkan kapasitas penangkapan.



Laba-laba memperhatikan hal-hal berikut dalam pembuatan jaringnya; 1.) Jika tingkat elastisitasnya lebih rendah dari yang diperlukan, serangga terbang menuju jaring akanterpental balik seperti menubruk sebuah pegas yang keras. 2.) Jika tingkat elastisitasnya lebih tinggi dari yang diperlukan, serangga akanmemolorkan jaring, benang-benang lengket akan menempel satu sama lain dan jaring tersebut akan kehilangan bentuknya. 3.) Pengaruh angin telah masuk dalam dalam perhitungan elastisitas benang. Jadi, jaring yang merenggang oleh angin dapat kembali kebentuk semula. 4.) Tingkat elastisitas juga sangat melengket pada jaring. Sebagai contoh,jika jaring melekat pada tumbuhan, elastisitasnnya harus mampu menyerap setiap gerakan yang disebabkan tumbuhan tersebut. 5.) Benang-benang penangkap yang terjalin berbentuk spiral letaknya saling berdekatan satu dengan lainnya. Ayunankecilpun dapat saling melekatkan satu dengan yang lainnya, dan menyebabkan celah-celah pada medan perangkap. Itulah sebabnya benang-benang penangkap yang lengket dan berelastisitas tinggi ini terletak di atas benangbenang kering yang berelastisitas rendah. Ini untuk mencegah potensi terbentuknya celah untuk lolos.38



38



http://catatanfannyfyad.blogspot.com/2016/01/ujian-biofisika.html



BAB III PENUTUP C. KESIMPULAN Pesawat sederhana adalah semua alat bantu yang susunannya sederhana dan dapat memudahkan pekerjaan manusia. Pesawat sederhana juga disebut dengan alat mekanik yang mampu mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.Pada tubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana yaitu pengungkit jenis pertama pada saat manusia menggunakan otot leher untuk menegadahkan kepalanya.Pengungkit jenis kedua pada kondisi otot betis mengangkat beban tubuh dengan bertumpu pada jari kaki, dan pengungkit jenis ketiga ketika mengangkat otot lengan dan bahu. Elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke kondisi awalnya ketika gaya yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan.prinsip elastisitas juga terdapat jaring laba-laba dalam menangkap mangsanyadengan menggunakan besaran fisika modulus young maka dihitung besar elastisitas pada jaring laba-laba.



D. SARAN Kepada pembaca makalah ini, semoga dapat meningkatkan kemampuan serta ilmu yang ada dalam fisika khususnya dalam bidang biofiska dengan cara memperbanyak membaca buku reverensi-reverensi yang berhubungan dengan biofisikaseabanyak mungkin.



DAFTAR PUSTAKA



Departemen Pendidikan Nasional. (2014). Ilmu Pengetahuan Alam Kelas VIII SMP/MTs



Semester1, Jakarta : Kementerian Pendidikan dan



Kebudayaan Giancoli, Douglas C. (2001). Fisika Jilid I . Jakarta: Erlangga Sarwono dkk. (2009). Fisika 2 Untuk SMA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional SitiZubaidah dkk. (2017) .Buku Siswa Kelas 8 IPA.Pusat Kurikulum Dan Perbukuan Litbang Kemendikbud SugengYuliIrianto.dkk. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs KELAS VIII, Jakarta: PT.Sekawan Cipta Karya UsmanUzer M. (2005). Menjadi Guru Profesional. Bandung: Remaja rosdakarya http://catatanfannyfyad.blogspot.com/2016/01/ujian-biofisika.html