Makalah Biomekanika [PDF]

Citation preview

TUGAS MAKALAH BIOMEKANIKA



DisusunOleh : DIDI KUSUMA 18190011



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN JASMANI KESEHATAN DAN REKREASI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS DEHASEN BENGKULU 2020



KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh. Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan kami kemudahan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu. Tanpa pertolongan-Nya tentunya kami tidak akan sanggup untuk menyelesaikan makalah ini dengan baik. Shalawat serta salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercinta kita yaitu Nabi Muhammad SAW yang kita nanti-natikan syafa’atnya di akhirat nanti. Penulis mengucapkan syukur kepada Allah SWT atas limpahan nikmat sehatNya, baik itu berupa sehat fisik maupun akal pikiran, sehingga penulis mampu untuk menyelesaikan pembuatan makalah dengan judul “Biomekanika” Penulis tentu menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna dan masih banyak terdapat kesalahan serta kekurangan di dalamnya. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik serta saran dari pembaca untuk makalah ini, supaya makalah ini nantinya dapat menjadi makalah yang lebih baik lagi. Kemudian apabila terdapat banyak kesalahan pada makalah ini penulis mohon maaf yang sebesarbesarnya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membimbing dalam menulis makalah ini. Demikian, semoga makalah ini dapat bermanfaat. Terima kasih. Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Bengkulu, 04 Agustus 2020 Penulis



i



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR....................................................................................i DAFTAR ISI...................................................................................................ii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang............................................................................................1 B. Rumusan Masalah.......................................................................................1 C. Tujuan Penulisan........................................................................................1 BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Biomekanika.............................................................................2 B. Hukum Biomekanika..................................................................................4 C. Jenis-jenis Gaya..........................................................................................4 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan ................................................................................................7 B. Saran...........................................................................................................7 DAFTAR PUSTAKA......................................................................................8



ii



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Gerak merupakan elemen utama dalam pada sebagian besar olahraga. Gerakan dapat berbentuk pergerakan seluruh tubuh atau gerakan benda atau alat yang diakibatkan oleh kerja tubuh. Gerak adalah sebuah fungsi dari kecepatan dan arah . Gerak dapat bersifat horisontal atau vertical, artinya arahnya horisontal atau vertical atau membuat sudut dengan horizontal, atau dapat merupakan sebuah gerak melingkar yang mengelilingi sebuah pusat putaran. Kecepatan ialah perubahan posisi benda pada arahnya pada satuan waktu. Sedangkan Percepatan ialah bertambahnya kecepatan dalam satuan waktu. Banyak teori yang dikembangkan dalam materi ilmu gerak. Untuk mengerti dengan baik dari teori tersebut diperkenalkan pengertian-pengertian dari suatu ilmu gerak, karena akan membantu memberikan penjalasan dan pemahaman bagaimana melakukan aktifitas olahraga seperti jalan lari, lompat jauh, meluncur, menyelam, senam dan permainan menggunakan/dibantu alat. Dengan teori-teori tersebut membantu kita untuk melakukan analisis gerakan-gerakan seperti : kecepatan, gerak lurus tidak beraturan, posisi kaki dalam keadaan kontak dan tidak kontak dengan tanah, gerakan memutar dan beberapa aspek serta teknik dalam olahraga serta gerak manusia.          B. Rumusan Masalah 1. Jelaskan Pengertian Biomekanika 2. Jelaskan Hukum Biomekanika 3. Sebutkan dan Jelaskan Jenis-jenis Gaya C. Tujuan Penulisan 1. Mengetahui Pengertian Biomekanika 2. Mengetahui Hukum Biomekanika 3. Mengetahui Jenis-jenis Gaya dan Penjelasannya



1



BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Biomekanika Biomekanika 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. Tersebutlah nama-nama seperti Archimides (287-212 SM), Galileo Galilei (1564-1642),dan Issac Newton (1642-1727) yang merupakan peletak dasar bidang ilmu ini. Galileo adalah peletak dasar analisa dan eksperimen dalam ilmu dinamika. Sedangkan Newton merangkum gejala-gejala dalam dinamika dalam hukumhukum gerak dan gravitasi. Mekanika teknik atau disebut juga denagn mekanika terapan adalah ilmu yang mempelajari peneraapan dari prinsipprinpsip mekanika. Mekanika terapan mempelajari analisis dan disain dari sistem mekanik. Biomekanika didefinisikan sebagai bidang ilmu aplikasi mekanika pada system biologi. Biomekanika merupakan kombinasi antara disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir semua tubuh mahluk hidup. Dalam biomekanika prinsip-prinsip mekanika dipakai dalam penyusunan konsep, analisis, disain dan pengembangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedoteran. Pada dasarnya biomekanika adalah cabang ilmu yang relatif baru dan sedang berkembang secara dinamis.Akan tetapi sebenarnya bidang ilmu sudah eksis sejak abad ke lima belas masehi ketika Leonardo Da Vinci (14521519) membuat catatan akan siginikansi mekanika dalam penelitianpenelitian biologi yang dia lakukan. Kontribusi dari para peneliti dalam bidang ilmu biologi, kedokteran, ilmu-ilmu dasar, dan teknik mewarnai perkembangan biomekanika akhir-akhir ini. Biomekanika Menurut Frankel dan Nordin pada tahun 1980 biomekanika merupakan ilmu mekanika teknik untuk analisa sistem kerangka otot manusia. (Chaffin, 1991) secara umum mendefinisikan biomekanika, yaitu: Biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada bermacam-macam bagian tubuh dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari. Kajian biomekanik dapat dilihat dalam dua perspektif, yaitu kinematika yang lebih menjurus pada karakteristik gerakan yaitu meneliti gerakan dari segi ruangan yang digunakan dalam waktu yang bersifat sementara tanpa melihat gaya yang menyebabkan gerakan. Studi kinematika menjelaskan gerakan yang menyebabkan berapa cepat obyek bergerak, berapa ketinggiannya atau berapa jauh obyek menjangkau jarak. Posisi, kecepatan dan percepatan tersebut merupakan studi kinematika. Kajian kinetika menjelaskan tentang gaya yang bekerja pada satu sistem, misalnya tubuh



2



manusia. Kajian gerakan kinetika menjelaskan gaya yang menyebabkan gerakan. Dibandingkan dengan kajian kinematika, kajian kinetika lebih sulit untuk diamati, pada kajian kinetik yang terlihat adalah akibat dari gaya. Gerak dan Gaya adalah sebuah konsep yang digunakan untuk menerangkan interaksi fisik dari obyek dengan sekelilingnya. Gaya dalam fisika didefinisikan sebagai kuantitas yang dapat menyebabka perubahan dari state dari suate benda sehingga terjadi percepatan pada benda itu. D. Biomekanika Kerja Tubuh Dalam analisis biomekanika, tubuh manusia dipandang sebagai sistem yang terdiri dari link (penghubung) dan joint (sambungan), tiap link mewakili segmen-segmen tubuh tertentu dan tiap joint menggambarkan sendi yang ada. Biomekanik dan Perancangan Kerja Penelitian aspek biomekanika akan sangat berkaitan dengan proses perancangan peralatan kerja misalnya pembuatan alat bantu gerak yang dapat digunakan untuk meringankan penderita cacat maupun peralatan kerja lainnya. Peralatan yang digunakan secara langsung sehubungan dengan fisik manusia perlu rancangan agar sesuai dengan keadaan biomekanika seseorang. Penggunaan kekuatan otot yang berlebihan untuk menggunakan atau menggerakan peralatan dapat mengakibatkan cedera. Penerapan biomekanika menghindari hal tersebut, dan mengupayakan agar dengan pengeluaran energi yang minimum namun dapat dicapai hasil yang optimal. Menurut Chaffin dan Anderson tubuh manusia terdiri dari enam link, yaitu: 1. Link lengan bawah yang dibatasi oleh joint telapak tangan dan siku. 2. 3. 4. 5. 6. Link lengan atas yang dibatasi oleh joint siku dan bahu. Link punggung yang dibatasi oleh joint bahu dan pinggul. Link paha yang dibatasi oleh joint pinggul dan lutut. Link betis yang dibatasi oleh joint lutut dan mata kaki. Link kaki yang dibatasi oleh joint mata kaki dan telapak kaki. Seperti yang disebutkan di atas bahwamanusia dapat disamakan dengan segmen benda jamak maka panjang setiap link dapat diukur berdasarkan persentase tertentu dari tinggi badan, sedangkan beratnya berdasarkan persentase dari berat badan. Penentuan letak pusat massa tiap link didasarkan pada persentase standar yang ada. Panjang setiap link tiap segmen berotasi di sekitar sambungan dan mekanika terjadi mengikuti hukum newton. Prinsip-prinsip ini digunakan untuk menyatakan gaya mekanik pada tubuh dan gaya otot yang diperlukan untuk mengimbangi gaya-gaya yang terjadi. Secara umum pokok bahasan dari biomekanika adalah untuk mempelajari interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material dan peralatan dengan tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktivitas kerja dapat meningkat. Menghindari keluhan pada sistem kerangka otot dapat ditanggulangi dengan melakukan pengendalian administratif (pemilihan personel yang tepat, pelatihan tentang teknik-teknik penanganan material). Pada gerakan jalan yang terpenting adalah



3



keseimbangan dari pasien. Gerakan ini akan memperlihatkan bagaimana kedua kaki saling menyeimbangkan berat tubuh dalam pergerakan berpindah.



B. Hukum Biomekanika Menurut Frankel dan Nordin pada tahun 1980 : Biomekanika merupakan ilmu mekanika teknik untuk analisa sistem kerangka otot manusia. (Chaffin, 1991) secara umum mendefinisikan biomekanika, yaitu: Biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada bermacam-macam bagian tubuh dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari. Kajian biomekanik dapat dilihat dalam dua perspektif, yaitu kinematika yang lebih menjurus pada karakteristik gerakan yaitu meneliti gerakan dari segi ruangan yang digunakan dalam waktu yang bersifat sementara tanpa melihat gaya yang menyebabkan gerakan. 1. Studi kinematika menjelaskan gerakan yang menyebabkan berapa cepat obyek bergerak, berapa ketinggiannya atau berapa jauh obyek menjangkau jarak. Posisi, kecepatan dan percepatan tersebut merupakan studi kinematika. 2. Kajian kinetika Menjelaskan tentang gaya yang bekerja pada satu sistem, misalnya tubuh manusia. Kajian gerakan kinetika menjelaskan gaya yang menyebabkan gerakan. Dibandingkan dengan kajian kinematika, kajian kinetika lebih sulit untuk diamati, pada kajian kinetik yang terlihat adalah akibat dari gaya. Jadi, Biomekanika adalah disiplin sumber ilmu yang mengintegrasikan faktorfaktor yang mempengaruhi gerakan manusia, yang diambil dari pengetahuan dasar fisika, matematika, kimia, fisiologi, anatomi dan konsep rekayasa untuk menganalisa gaya yang terjadi pada tubuh.



C. Jenis-jenis Gaya 1. Gaya Berat Berat sebuah benda adalah gaya tarikan gravitasi antara benda dan bumi. Gaya ini sebanding dengan massa m benda itu dan medan gravitasi yang juga sama



4



dengan



percepatan



gravitasi



jatuh



bebas.



Berat



benda



sifat



intrinsik benda.Berat bergantung pada lokasi benda, karena g bergantung pada lokasi. Gaya berat selalu tegak lurus kebawah dimana pun posisi benda diletakkan, apakah dibidang horisontal, vertikal ataupun bidang miring. 2. Gaya Normal Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua prmukaan yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus bidang sentuh. 3.



Gaya Gesek “Bila dua benda dalam keadaan bersentuhan, maka keduanya dapat saling



mengerjakan gaya gesekan”. Gaya-gaya gesekan itu sejajar dengan permukaan benda-benda di titik persentuhan. Gaya gesek (friksi) sangat penting dalam kehidupan keseharian terutama tubuh. Salah satu fungsi yang sangat penting dari kantong perikardial yang menyelubungi jantung : a. Untuk menampung cairan perikardial yang menjaga agar membran tetap terpisah dan tidak saling bergesekan akibat friksi yang berasal dari dentuman jantung. b. Cairan sinovial mengurangi friksi dengan cara bertindak sebagai pelumas atau penurun friksi antara ujung-ujung tulang yang dilapisi kartilago pada sendi sinovial, mis: sendi lutut. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan terjadinya perubahan suatu benda. Gaya juga dapat di definisikan, bahwa apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami percepatan. Pergerakan pada tubuh terjadi karena adanya gaya yang bekerja. Ada gaya yang bekerja pada tubuh dan gaya yang bekerja di dalam tubuh. Gaya pada tubuh ada 2 tipe : 1. Gaya Pada Tubuh Dalam Keadaan Statis Gaya-gaya yang di kenakan kepada batang-batang mekanisme mesin selalu di kalikan dengan operasional mesin. Berarti gaya tersebut berada dalam domain operasional spesifik yaitu doman waktu. “Bila gaya selama domain waktu tertentu bisa (magnitude) dan arah vektornya tetap konstan adalah gaya statis” Gaya statis terjadi memang beban yang dikenakan besarnya tetap sepanjang waktu. Dalam hal



5



ini massa konstan, dan percepatan adalah merupakan gradien percepatan terhadap waktu. Untuk kondisi statis berarti diam atau kecepatan Nol (0). Statis : Tubuh dalam keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen gaya yang ada sama dengan nol. 2. Gaya Pada Tubuh Dalam Keadaan Dinamis “Bila gaya besar atau arah vektornya berubah terhadap waktu merupakan gaya-gaya dinamis”. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis adalah kemampuan untuk mempertahankan kesetimbangan ketika bergerak. Untuk harga yang konstan, maka gaya saat akhir domain waktu : gaya adalah aksi atau agen yang menyebabkan benda bermassa bergerak dipercepat. Kesetimbangan merupakan interaksi yang kompleks dari integrasi/interaksi sistem sensorik (vestibular, visual, dan somatosensorik termasuk proprioceptor) dan muskuloskeletal (otot, sendi, dan jar lunak lain) yang dimodifikasi/ diatur dalam otak (kontrol motorik, sensorik, basal ganglia, cerebellum, area asosiasi) sebagai respon terhadap perubahan kondisi internal dan eksternal. Dipengaruhi oleh beberapa faktor lain seperti, usia, motivasi, kognisi, lingkungan, kelelahan, pengaruh obat dan pengalaman terdahulu.



6



BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Biomekanika adalah penggunaan kekuatan mekanik pada organisme hidup dan penyelidikan efek interaksi-interaksi kekuatan tubuh atau system, termasuk kekuatan yang timbul dari dalam dan luar tubuh. Gerak dan Gaya adalah sebuah konsep yang digunakan untuk menerangkan interaksi fisik dari obyek dengan sekelilingnya. Gaya dalam fisika didefinisikan sebagai kuantitas yang dapat menyebabka perubahan dari state dari suate benda sehingga terjadi percepatan pada benda itu. D. Biomekanika Kerja Tubuh Dalam analisis biomekanika, tubuh manusia dipandang sebagai sistem yang terdiri dari link (penghubung) dan joint (sambungan), tiap link mewakili segmen-segmen tubuh tertentu dan tiap joint menggambarkan sendi yang ada. B. Saran Penulis tentunya masih menyadari jika makalah diatas masih terdapat banyak kesalahan dan jauh dari kesempurnaan. Penulis akan memperbaiki makalah tersebut dengan berpedoman pada banyak sumber serta kritik yang membangun dari para pembaca.



7



DAFTAR PUSTAKA https://olagragasport.blogspot.co.id/2014/06/makalah-biomekanika-analisisi.html https://dokumen.tips/documents/makalah-fisika-kesehatan-biomekanika.html https://wiwiksunaryatipujilestari.wordpress.com/2015/01/13/biomekanika-fisikakesehatan/ https://dokumen.tips/documents/makalah-fisika-kesehatan-biomekanika.html



8