MODUL BIOMEKANIKA Fix [PDF]

Citation preview

ACER



[TYPE THE DOCUMENT TITLE]



[Type the abstract of the document here. The abstract is typically a short summary of the contents of the document. Type the abstract of the document here. The abstract is typically a short summary of the contents of the document.]



KATA PENGANTAR



Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang selalu melimpahkan



rahmat



dan



hidayah-Nya



sehingga



penulis



dapat



menyelesaikan bahan ajar dengan judul “Modul Biomekanika Berbasis Problem Based Learning Pada Mata Kuliah Fisika Kesehatan Untuk Meningkatkan Softskill Mahasiswa Pada Masa Pandemi Covid-19” Dalam pembuatan modul ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebanyak-banyaknya



kepada seluruh pihak



yang telah membantu



penyusunan modul ini. Pada akhirnya penulis mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun untuk perbaikkan modul dikemudian hari.



Surakarta, Oktober 2021



Penyusun



2



PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL Modul ini merupakan bahan ajar yang berisi sebagai pendamping dalam perkuliahan Fisika dalam aplikasi di dunia kesehatan baik dalam bidang kedokteran,keperawatan, kebidanan, dan bidang lain yang relevan. Tata Cara Penggunaan Modul ini adalah



mengerjakan Pre test, membaca dan mencermat setiap halaman modul



Mengisi Feed Back Modul



menjawab semua pertanyaan yang disediakan melalui link yang tersedia



memahami setiap konsep materi



mengerjakan Post Test di akhir modul



mengerjakan latihan soal dan mengumpulkanya ke link yang disediakan



3



DAFTAR ISI Halaman Sampul ………………………………………………………………… ............



1



Kata Pengantar ………………………………………………………………...................



2



Petunjuk Penggunaan Modul ...................................................................................



3



BIOMEKANIKA ........................................................................................................... 5 A.



Pengertian Biomekanika ............................................................................. 5



B.



Jenis-Jenis Biomekanika............................................................................. 7



C.



Hukum Dasar Biomekanika......................................................................... 14



D.



Gaya Pada Tubuh dan Sistem Pengumpil .................................................. 25



E.



Daya Tahan Terhadap Beban Mekanik....................................................... 28



F.



Kekuatan Otot ............................................................................................. 28



G.



Body Mass Index......................................................................................... 29



H.



Aplikasi Biomekanika .................................................................................. 31



I.



Kelelahan .................................................................................................... 38



Latihan Soal ................................................................................................................ 41 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 45



4



BIOMEKANIKA A. Pengertian Biomekanika Perhatikan gambar berikut:



Gambar 1.1 Posisi seseorang saat berada di atas timbangan pengukur berat badan



Berdasarkan



gambar



1.1,



jawablah



pertanyaan



berikut:



(link:



https://forms.gle/JTStYQui13d7J5747) 1. Berdasarkan gambar tersebut, jika diprediksi hasil timbangan, jelaskan urutan hasil berat badan pada posisi Arm lift, Torso lift, dan Leg Lift 2. Mengapa pada pengukuran berat badan pada posisi tersebut menujukan hasil yang berbeda? 3. Jelaskan cara menggunakan alat timbangan,timbangan posisi ideal tubuh saat melakukan pengukuran



Posisi A



Posisi B



Gambar 1.2 Posisi seseorang saat akan mengangkat benda



5



4. Berdasarkan gambar tersebut, jika menurut Anda posisi manakah yang paling tepat untuk mengangkat benda? jelaskan 5. Mengapa pada posisi tersebut tidak dikatakan posisi yang tepat saat mengangkat beban? 6. Jelaskan posisi yang sesuai saat mengangkat beban di atas lantai



Gambar 1.3 Posisi seseorang saat bermain golf



7. Berdasarkan gambar tersebut, jika menurut apakah gerakan posisi tersebut sudah efektif untuk meminimalisir cidera?



Gambar 1.4 Posisi seseorang saat menempatkan pasien di bangsal



6



8. Berdasarkan gambar tersebut, jika menurut Anda jelaskan bagaimana posisi yang tepat untuk memindahkan pasien pada bansal



Biomekanika merupakan suatu bidang kajian ilmu dalam Ergonomi yang bernubungan dengan mekanisme pergerakan tubuh dalam melakukan suatu pekerjaan atau aktivitas.



Konsep Biomekanika:  Mekanika adalah : Salah satu cabang ilmu Fisika yang mempelajari GERAKAN dan PERUBAHAN BENTUK materi yang diakibatkan gangguan mekanik yang disebut GAYA.  Biomekanika adalah kombinasi antara disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi, dalam biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir semua tubuh mahluk hidup.  Biomekanika adalah : ilmu pengetahuan yang menerapkan hukumhukum mekanika terhadap struktur tubuh terutama sistem lokomotor dalam arti perpindahan gerak tubuh yang juga melibatkan berat tubuh. B. Jenis-Jenis Biomekanika Berdasarkan gambar berikut, Franklin & Nordin (1980) mendefinisikan biomekanika sebagai berikut, yakni bioimekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada bermacam-macam bagian tubuh manusia dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktifitas sehari-hari. Pengetahuan tentang biomekanika



sangat



diperlukan



untuk



mengetahui



mehanisme



terjadinya



kecelakaan kerja, sehingga pendekatan yang efektif dan ilmiah dapat membantu manusia bekerja dengan aman. Contoh aplikasi dari biomekanika adalah penetapan berat behan angkatan yang direkomendasikan pada pekerjaan penanganan material secara manual, sehingga mengurangi terjadinya cedera tulang belakang bagian bawah (lower back pain).



7



Gambar 2.1 jenis-jenis Biomekanika



Challin



(1991)



membuat



istilah



biomekanika



keria



(Occupational



Biomechanic) yang didefinisikan sebagai berikut: 1.



Biomekanika kerja adalah studi mengenai interaksi pekerja dengan peralatan, mesin dan material, sehingga pekerja dapat meningkatkan performansinya dan di sisi lain dapat meminimalkan resiko cedera kerja (muskuloskeletal).



2.



Biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada bermacam-macam bagian tubuh manusia dan gaya yang bekerja



pada



bagian



tubuh



pada



aktifitas



sehari-hari.



Hal ini



mengandung pengertian bahwa masalah faal tubuh, keilmuan fisika dan perilaku manusia. Biomekanika kerja mengkaji perilaku tubuh manusia dan aspek-aspek mekanika gerakan anggota-anggota tubuhnya.



8



Menurut



Olavyari.



1997)



menyatakan



bahwa



biomekanika



dapat



diklasifikasikan menjadi dua jenis, antar lain: 1. General Biomechanic General Biomechanic adalah biomekanika yang membahas hukum dan konsep dur yang mempengaruhi tubuh organik manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak. Dalam General Biomechanic sendiri meliputi dua bagian, yaitu a. Biostatics, adalah bagian yang hanya menganalisa tubuh pada posisi diam utau bergerak pada garis lurus dengan kecepatan seragam (uniform). b. Biodinamic, adalah bagian yang berkaitan dengan gambaran gerakan-gerakan tubuh tanpa mempertimbangkan saya yang terjadi (hinemauk) dan gerakan yang discbahkan gaya yang bekerja dalam lubuh (kinetik) Contoh pada gambar berikut:



Gambar 2.2 Biostatis dan Biodinamis



9



2. Occupational Biomechanic Occupational Biomechanic berkaitan dengan interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, maternal dan peralatan dimana memiliki tujuan dalam meminimalisir keluhan atau kelelahan pada sistem kerangha otot untuk meningkatkan produktifitas kerja. Biomekanik ini holatwrasi bagian-bagian tubuh untuk menghasilkan gerak seperti tulang, jaringan anghubung (connective tissue), dan otot yang dapat dijelaskan sebagai berikut: 1) Tulang Tulang



sebagai



alat



untuk



meredam



dan



medistribusikan



gaya/tegangan saat melakukan aktifitas kerja. Tulang yang besar dan panjang berfungsi sebagai pembanding terhadap beban Tulang juga terikat dengan otot, dan jaringan penghubung (connecive tissue) vakni ligamen, cartilage dan tendon. Dalam aplikasinya di biomekanik berhubungan dengan kerangka manusia.



Gambar 2.3 Kolabirasi Tulang



2) Connective Tissue (Jaringan Penghubung) Connective Tissue atau jaringan penghubung meliputi tiga bagian sebagai berikut ini, yaitu:



10



Gambar 2.4 Jaringan Penghubung



a) Cartilage Cartilagenous



adalah



sambungan



yang



berfungsi



dalam



pergerakan yang relatif kecil. Contoh: Sambungan tulang iga (ribs) dan pangkal tulang iga (stemum). Cartilage sendiri memiliki bagian khusus antara vertebrata (ruas-ruas tulang belakang) yaitu dikenal sebagai interveterbratal disc yang terdiri dari pembungkus dan dikelilingi oleh inti (puply core). Verierbratae juga terdapat pada ligamen dan otot. Gerakan yang relatif kecil pada setiap ruas mengakibatkan adanya fleksibelitas tubuh untuk memburgkuk, menengadalı, dan memutar. Sedangkan disc berfungsi sebagai peredam getaran pada saat tubuh bergerak baik pada saat translasi dan rotasi. b) Ligament Ligamen berfungsi sebagai penghubung antar tulang dalam stabilitas sambungan (joint stability) atau untuk membentuk bagian sambungan dan menempel pada tulang. Ligamen tersusun atas serabut yang letaknya tidak pararel. Oleh karenanya tendon dan ligamen bersifat inelastic dan berfungsi pula untuk menahan deformasi.



Adanya



tegangan



yang



konstan



akan



dapat



memeperpanjang ligamen dan menjadikannya kurang efektif dalam



menstabilkan



sambungan



(joints).



Adapun



contoh



sambungan ligamen diantaranya seperti: gerakan mengangkat 11



tangan, sambungan siku dan sambungan bahu, pergerakan rotasi seluruh tangan pada sumbunya, dan gerakan lengan tangan pada sambungan pergelangan tangan. c) Tendon Tendon memiliki fungsi sebagai penghubung antara tulang dan otot yang terdiri dari sekelompok serabut collageno yang letaknya pararel



dengan



panjang



tendon.



Tendon



bergerak



dalam



sekelompok jaringan serabut dalam suatu area dimana adanya gaya gesekan harus diminimalkan. Bagian dalam dari jaringan ini mengeluarkan cairan synovial untuk pelumasan. Menurut Ghaffin & Anderson (1984), terdapat enam penghubung (link /connective)  Penghubung lengan bawah yang dibatasi sambungan pergelangan tangan dan siku  Penghubung lengan atas yang dibatasi sambungan siku dan bahu  Penghubung punggung yang dibatasi sambungan bahu dan pinggul  Penghubung paha yang dibatasi sambungan pinggul dan lutut  Penghubung betis yang dibatasi sambungan lutut dan mata kaki  Penghubung kaki yang dibatasi sambungan mata kaki dan telapak kaki 3) Otot (Muscle) Otot terbentuk atas visber (fibre), dengan ukuran panjang antara 10 - 40 mm dan berdiameter 0,01 - 0.1 mn dan sumbrer energi otol berasal dari proses acrob man anaerob. Anaerobic, yaitu proses perubahan ATP menjadi ADP dan energi tanpa ba oksigen. Glikogen yang terdapat dalam otot terpecah menjadi energi dan membentu laktat. Asam laktat akan memberikan indikasi adanya kelelahan otot secara lokal kurangnya jumlah oksigen yang disebabkan oleh kurangnya jumlah suplai dar dipompa dari jantung.



12



Gambar 2.5 Otot



Contoh: jika ada gerakan yang sifatnya tiba-tiba (inenda jarak dekat (sprint), dan lain sebagainya. Aerobic, yaitu proses perubahan ATP menjadi ADP dan energi dengan bantuan oksiren. Asam laktat yang dihasilkan oleh kontrak dioksidasi dengan cepat. Sehingga beban pekerjaan yang tidak terlalu meletan dapat berlangsung cukup lama. Disamping itu aliran darah yang cukup akan mensuplay lemak, karbohidrat dan oksigen ke dalam otot. Akibat dari kondisi kerja yang terlalu lama akan menyebabkan kadar glikogen dalam darah akan menurun drastis di bawah normal, dan kebalikannya kadar asam laktat akan meningkat dan kalau sudah demikian maka cara terbaik adalah menghentikan pekerjaan, kemudian istirahat dan makan makanan yang bergizi untuk membentuk kadar gula dalam darah. Hal tersebut di atas adalah merupakan proses kontraksi otot yang telah disederhanakan analisa pembangkit energinya, dan sekaligus menandakan arti pentingnya aliran darah untuk otot. Oleh karenanya para ergonom hendaklah memeperhatikan hal-hal seperti berikut untuk sedapat mungkin dihindari, antara lain: a. Beban otot statis (static muscle loads). b. Oklusi (penyunbatan aliran darah) karena tekanan, misalnya tekanan segi kursi pada popliteal (lipat lutut). c. Bekerja dengan lengan berada di atas yang menyebabkan siku aliran darah bekerja berlawanan dengan arah graviiasi.



13



C. Hukum dasar biomekanika Dalam biomekanik, tubuh dipandang sebagai sistem sehingga setiap kekuatan yang diberikan oleh salah satu bagian dari sistem pada bagian lain dari sistem yang dikenal sebagai kekuatan internal semua kekuatan lain bersifat eksternal. 1. Hukum I Newton tentang gerak Hukum pertama Newton berbunyi” sebuah benda yang diam akan tetap diam dan yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan selama tidak ada resultan gaya yang bekerja padanya” atau bisa juga kalimatnya dibalik menjadi “ selama resultan gaya yang bekerja pada sebuah partikel sama dengan nol maka benda diam akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan tetap akan bergerak dengan kecepatan tetap”.



Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak lurus beraturan (GLB)



Hukum pertama Newton menyatakan keadaan keseimbangan sebuah partikel yaitu sebagai prasarat sebuah partikel berada dalam keadaan keseimbangan, yaitu sebuah partikel dikatakan seimbang bila : ∑F = 0 Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah nol, berarti ada dua kemungkinan yang dialami benda tersebut yaitu: 1. Benda diam (v = 0 m/s) 2. Benda bergerak lurus beraturan ( v = konstan)



Hukum pertama newton disebut juga dengan hukum inersia atau hukum kelembaman benda. Inersia atau kelembaman benda diartikan sebagai sifat atau kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaanya. Benda



14



yang semula diam cenderung akan tetap diam dan benda yang semula bergerak cenderung akan tetap bergerak.



Gambar 3.1 Contoh Penerapan Hukum Pertama Newton



Contoh penerapan sifat kelembaman dari Hukum I Newton adalah ketika kalian sedang naik mobil atau kendaraan lainnya. Jika mobil yang semula diam, kemudian secara tiba-tiba mobil bergerak, badan kalian akan terdorong ke belakang. Akan tetapi, jika semula mobil melaju kencang kemudian direm mendadak, maka badan kalian akan terdorong ke depan. Peristiwa ini terjadi karena badan kalian berusaha mempertahankan keadaan awalnya (diam atau bergerak). Hukum I Newton hanya menjelaskan keadaan benda jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol. Lalu bagaimana jika resultan gaya yang bekerja tidak sama dengan nol? Keadaan inilah yang dijelaskan oleh Newton pada hukum keduanya. 2. Hukum II Newton tentang gerak Hukum ke-2 Newton tentang gerak sebagai dasar untuk mempelajari dinamika gerak lurus yaitu, ilmu yang mempelajari gerak dengan memperhitungkan penyebabnya. Sebelum dinamika gerak lurus adalah Kinematika gerak lurus yaitu



yaitu:



penyebabnya.



ilmu Hukum



yang ke-2



mempelajari Newton



gerak



tentang



tanpa gerak



memperhitungkan



menyatakan



bahwa



percepatan yang diberikan oleh resultan gaya yang bekerja pada sauatu benda



15



adalah sebanding dengan resultan gaya serta berbanding terbalik dengan massa benda. Pada hukum keduanya, Newton menjelaskan pengaruh gaya pada percepatan benda. Jika resultan gaya pada benda tidak nol (ΣF ≠ 0) maka benda itu akan mengalami percepatan. Hubungan dan perumusan Hukum 2 Newton dapat kalian



pahami



pada



penjelasan



berikut.



Untuk



mengetahui



bagaimana



hubungan antara massa, gaya dan percepatan, perhatikan ketiga gambar ilustrasi di bawah ini.



Gambar 3.2 Ilustrasi Hubungan Antara Massa, Gaya dan Percepatan



Coba kalian perhatikan tiga ilustrasi di atas. Lebih cepat manakah antara kejadian (2) troli berisi barang di dorong dengan gaya tertentu dengan kejadian (3) troli berisi barang didorong dengan gaya yang lebih besar? Tentu kalian langsung menjawab lebih cepat kejadian (3) karena dengan gaya yang besar,



percepatan



yang



dihasilkannya



pun



semakin



besar.



Dari kejadian (2) dan (3) dapat menjelaskan bahwa percepatan (a) benda dipengaruhi oleh gaya F. Jika massa tetap (sama) maka percepatan benda sebanding



dengan



gaya



yang



bekerja



pada



benda.



Secara



matematis,



perumusannya dapat kita tuliskan sebagai berikut.



a~F



16



Sekarang coba kalian amati kejadian (1) dan (2). Lebih mudah bergerak yang mana antara kejadian (1) troli kosong didorong dengan gaya tertentu dengan kejadian (2) troli berisi barang didorong dengan gaya yang sama? Tentu kalian akan menjawab kejadian (1) karena jika gaya yang diberikan sama, troli yang kosong akan lebih mudah bergerak karena memiliki massa yang lebih kecil sehingga percepatan yang dialaminya semakin besar. Dari kejadian (1) dan (2) dapat diperoleh hubungan bahwa percepatan berbanding



terbalik



dengan



massanya.



Secara



matematis,



perumusan



hubungan dua besaran fisika tersebut dapat kita tuliskan sebagai berikut a ~ 1/m



Dari dua persamaan di atas, dapt diambil kesimpulan bahwa percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja dan berbanding



terbalik



dengan



massa



benda.



Kesimpulan



ini



dikenal



sebagai Hukum II Newton, yang berbunyi sebagai berikut.



Hukum



II



bekerja



Newton



pada



berbanding



lurus



menyatakan



suatu dan



benda, searah



bahwa



jika



maka



percepatan



dengan



resultan



satu



gaya



gaya



atau



lebih



yang



dihasilkan



dan



berbanding



terbalik dengan massa benda



Hukum II Newton secara matematis dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.



ΣF = ma



Keterangan : ΣF = Resultan Gaya (N) m = Massa Benda (kg) a = Percepatan Benda (m/s2) 17



Gambar 3.3 Contoh Penerapan Hukum Newton II



Penerapan Hukum II Newton adalah ketika dua benda benda, misalkan pegulat yang memiliki massa berbeda jika di angkat tentunya akan terasa ringan menarik pegulat yang massanya lebih kecil. Sedangkan pada pegulat yang massa lebih besar, membutuhkan gaya yang lebih besar untuk bisa menggerakkannya. Contoh lain konsep percepatan dan gaya misalnya pada saat kamu naik sepeda, atau naik sepatu roda ketika menuju jalan yang menurun, maka sepatu roda kamu akan bertambah kecepatannya. Artinya gerak kamu yang memakai sepatu roda mengalami penambahan kecepatan. 3. Hukum III Newton tentang gerak Hukum Newton ke-3 tentang gerak mengatakan bahwa: Jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda ke-2, maka benda ke-2 akan mengerjakan gaya pada benda pertama, yang besarnya sama dan arah berlawanan.



Hukum



III



Newton



menyatakan



bahwa



jika



suatu



gaya



(aksi)



diberikan pada suatu benda , maka benda tersebut akan memberikan gaya (reaksi) yang sama besar dan berlawanan arah dengan gaya yang diberikan.



Hukum



III



Newton



secara



matematis



dapat



dituliskan



dalam



bentuk



persamaan sebagai berikut : Faksi = -Freaksi 18



Gambar 3.4 Penerapan Hukum Newton III



Hukum Newton ke-3 tentang gerak ini memperlihatkan bahwa gaya ini akan ada bila ada dua benda yang saling ber interaksi. Pada hukum ke-3 Newton ini gaya-gaya selalu berpasangan. Balon dapat terbang karena punya daya dorong yaitu udara yang ada di dalamnya keluar sehingga mendorong balon bergerak maju. Hukum ketiga ini menjelaskan bahwa semua gaya adalah interaksi antara benda-benda yang berbeda, maka tidak ada gaya yang bekerja hanya pada satu benda. Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, benda B secara bersamaan akan mengerjakan gaya dengan besar yang sama pada benda A dan kedua gaya segaris, misalnya para peluncur es (Ice skater) memberikan gaya satu sama lain dengan besar yang sama tapi arah yang berlawanan, walaupun gaya yang diberikan sama, percepatan yang terjadi tidak sama. Peluncur yang massanya lebih kecil akan mendapat percepatan yang lebih besar karena hukum kedua Newton. Dua gaya yang bekerja pada hukum ketiga ini adalah gaya yang bertipe sama. Misalnya antara roda dengan jalan sama-sama memberikan gaya gesek. Secara sederhananya, sebuah gaya selalu bekerja pada sepasang benda, dan tidak pernah hanya pada sebuah benda. Jadi untuk setiap gaya selalu memiliki dua ujung. Setiap ujung gaya ini sama kecuali arahnya yang berlawanan, atau sebuah ujung gaya adalah cerminan dari ujung lainnya. Hukum Newton ke-3 tentang gerak ini dinamakan juga dengan hukum aksi-reaksi.



Penjelasannya adalah bila suatu benda yaitu A mengerjakan gaya pada benda lain



yaitu



B



dinamakan



sebagai



gaya



aksi,



sebaliknya



bila



benda



B 19



mengerjakan gaya pada benda A dinamakan dengan gaya reaksi. Besar gaya aksi-reaksi selalu sama tetapi arah berlawanan.



Konsep fisika dari aksi reaksi adalah sebagai berikut: 



Pasangan aksi reaksi ada bila dua benda berinteraksi







Aksi reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda







Aksi reaksi sama besar tetapi berlawanan arah



Contoh pasangan gaya aksi reaksi adalah: Seorang anak memakai skate-board dan berdiri mengahadap tembok. Jika anak tersebut mendorong tembok(Faksi), maka tembok akan mendorong tangan dengan besar gaya yang sama tetapi berlawanan (Freaksi)sehingga anak tersebut terdorong ke belakang. Saat palu besi memukul ujung paku berarti palu mengerjakan gaya pada ujung paku(Faksi)



maka



paku



akan



memberikan



gaya



pada



palu



(Freaksi)



Ketika kaki atlit renang menolak dinding tembok kolam renang(Faksi) maka tembok kolam renang kan mengerjakan gaya pada kaki perenang(Freaksi) sehingga perenang terdorong ke depan



Latihan 1) Seorang perawat sedang mendorong gurney dengan pasien di atasnya. Massa perawat 85 kg, massa gurney 20kg dan massa pasien 50kg. Perawat mendorong dengan gaya 100 N terhadap lantai. Berapa gaya yang digunakan perawat pada gurney? 2) Seorang anak dan keranjangnya dengan massa total 10kg digantung dari timbangan dengan suatu tali. Hitung tegangan tali. Untuk masalah ini digunakan hukum Newton kedua. Dua gaya yang bekerja pada sistem adalah tegangan T dan gaya gravitasi w. Karena anak dan keranjang dalam keadaan diam, maka gaya eksternalnya adalah nol. F=T–w=0 T = w = mg = (10 kg)(9,8 m/sec2) = 98 N 20



Petunjuk Jawaban Latihan Soal No. 1 Diketahui



:



Massa perawat 85kg Massa gurney 20kg Massa pasien 50kg Perawat mendorong dengan gaya 100 N terhadap lantai Ditanya Berapa gaya yang digunakan perawat pada gurney? Jawab. F = ma = (massa gurney + massa pasien) a= (20 kg + 50 kg) (0,645 m/sec2) = (70 kg)( 0,645 m/sec2) = 45,2 kg m/sec2 = 45,2 N 2) Soal No. 2 Diketahui: Massa total 10 kg Pertanyaan: Tegangan tali Jawab: Asumsikan kaki memiliki panjang tulang 1 meter dengan luas permukaan rata-rata2 cm2. Berapakah perpendekan tulang kaki ketika seluruh berat tubuh 900 N ditahan oleh kaki (Modulus Young = 1,8 x 1010 N/m2) F=T–w=0 T = w = mg = (10 kg)(9,8 m/sec2) = 98 N Latihan soal : https://forms.gle/pMjS5Va3VeTyMhLo9



21



4. Hukum Gravitasi Newton Setiap dua partikel materi menarik satu sama lain dengan kekuatan secara langsung proporsional dengan produk massa mereka dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka 5. Gravitasi dan pusat masa Gravitasi adalah gaya tarikan bumi terhadap suatu benda. Jika suatu benda dilepaskan dari suatu ketinggian, maka benda tersebut akan jatuh dengan kecepatan yang semakin meningkat karena adanya pengaruh gaya gravitasi. Percepatan gravitasi dilambangkan dengan g, rata-rata percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah 9,8 m/detik2. Gaya gravitasi pada benda padat bisa disederhanakan bekerja pada satu titik yang menjadi pusat bekerjanya gravitasi. Pusat gravitasi orang normal sekitar 58% dari tinggi orang tersebut di atas telapak kaki. Kurangnya pengendalian otot, kecelakaan, penyakit, kehamilan, berat badan berlebih, atau postur yang buruk menyebabkan berubahnya posisi cg (central gravitasi atau pusat gravitasi) ke lokasi tak alami di tubuh. Biasanya titik pusat bekerjanya gravitasi ini juga sebagai titik pusat massa suatu benda, yaitu titik seluruh massa dari benda tersebut berada. Akvitivas yang dilakukan manusia menyebabkan titik pusat massanya tidak selalu tetap pada tubuh manusia. Manusia akan selalu mengatur sikap badannya agar merasa nyaman. Ketika mengangkat beban yang berat, seseorang akan mengatur sikap badannya untuk mencapai kestabilan (kesetimbangan stabil) ketika membawa beban tersebut. Tubuh mengompensasi cara berdirinya saat mengangkat kopor berat dengan satu lengan. Lengan yang berlawanan bergeser ke luar dan tubuh miring menjauhi objek agar cg terletak di tempat yang sesuai untuk kesetimbangan.



22



6. Statis dan dinamis Kinematika mempelajari gerak tanpa memperhatikan penyebabnya, Dinamika adalah ilmu yang mempelajari gerak dengan memperhatikan penyebabnya. Suatu benda dikatakan dalam keadaan statis apabila benda dalam keadaan setimbang, yakni memenuhi 2 syarat berikut: a. Jumlah gaya F = 0 Jika pada A ada gaya dari kiri sebesar F1 dan dari kanan mendapat gaya F2 yangnilainya sama dengan F1. Hasil penjumlahan dari kedua gaya yang berlawanan arah tersebut adalah: ∑F = F1 + F2 = F1 + (- F1) = 0 b. Jumlah Momen gaya (∑ =0) Momen gaya adalah perkalian antara lengan l dengan gaya F yang bekerja pada lengan tersebut. Lengan merupakan jarak dari sumbu perputaran menuju tempat gaya bekerja. Lengan ini arahnya tegak lurus dengan gaya tersebut. Untuk gaya yang sama, makin besar lengan yang memisahkan antara titik pusat massa atau titik diam dengan tempat gaya bekerja menyebabkan makin mudahnya sistem melakukan gerak rotasi. Benda dikatakan dalam keadaan statis apabila tidak bergerak sama sekali. Dengan kata lain benda tersebut tidak berpindah tempat (bertranslasi) dan tidak berputar (berotasi). Jika benda bergerak, gerak translasi atau berotasi atau kedua duanya sekaligus, berarti benda tersebut dalam keadaan dinamis. 7. Gaya Gesek Gesekan (friksi) dan kehilangan energi yang terjadi akibat gesekan dapat muncul di mana pun dalam kehidupan kita sehari-hari. Gesekan yang merugikan: membatasi efisiensi berbagai mesin. Gesekan yang menguntungkan: saat tangan kita memegang tambang, berjalan atau berlari, rem mobil. Gaya maksimum gesekan: f = μN, (dengan μ adalah koefisien gesek, N adalah gaya Normal). Adanya gaya gesek ini membuat kita dapat melangkah dan tidak tergelincir. Kalau koefisien gesek sangat kecil seperti daerah berminyak, berair atau daerah es, gaya gesek akan kecil sehingga kita dapat tergelincir yang tidak 23



saja membuat kita malu tetapi juga dapat menyebabkan cedera. Komponen gaya horizontal dari tumit sewaktu mengenai lantai saat seseorang berjalan telah dihitung dan didapatkan sekitar 0,15 w; dengan w adalah berat orang tersebut. Secara umum, gaya gesekan harus cukup besar saat tumit menyentuh lantai dan saat jempol kaki meninggalkan permukaan tanah agar tidak terpeleset. 8. Kecepatan dan percepatan Percepatan tubuh menimbulkan sejumlah efek: 1) Seolah terjadi penambahan atau pengurangan berat tubuh. 2) Perubahan dalam tekanan hidrostatik internal. 3) Distorsi jaringan elastik tubuh. 4) Kecenderungan zat-zat padat dengan berbagai densitas yang larut dalam suatu cairan untuk berpisah. Apabila percepatannya cukup besar, tubuh akan kehilangan kendali karena tidak memiliki gaya otot yang memadai untuk bekerja melawan gaya percepatan yang besar. Darah akan terkumpul di berbagai bagian tubuh, lokasinya bergantung pada arah percepatan. Bila seseorang mengalami percepatan dengan kepala lebih dahulu, kurangnya aliran darah ke otak akan menyebabkan pandangan gelap dan hilang kesadaran. Saat menumbuk suatu benda padat, bagian tubuh (atau keseluruhan) akan mengalami perlambatan (deselerasi) yang cepat menghasilkan gaya-gaya yang besar.



Gaya setara dengan laju perubahan momentum F = m a = m (Δv/Δt)= Δ(mv)/Δt F = laju perubahan momentum



Contoh dari gaya dinamik di tubuh adalah pertambahan berat saat jantung berdenyut (sistol). Sekitar 0,06 kg darah mendapat kecepatan sekitar 1 m/s ke atas dalam waktu t = 0,1 detik. Momentum yang diberikan kpd massa darah: (0,06 kg)(1 m/s) = 0,06 kg m/s Gaya reaksi terhadap gerakan darah : (0,06 kg m/s)(0,1 s)= 0,6 N



24



D. Gaya Pada Tubuh dan Sistem Pengumpil 1. Gaya Pada Tubuh Gaya pada tubuh dapat dibedakan menjadi 2 yaitu gaya yang dapat kita ketahui contonya adalah bagian tubuh kita menabrak (membentur) meja dan gaya dalam tubuh yang tidak diketahui contohnya otot menahan beban. Dasar asal mula gaya adalah gaya gravitasi, tarik-menarik antara 2 benda, misalkan berat badan, terjadinya varises Gaya pada tubuh ada 2 tipe : 1. Gaya pada tubuh dalam keadaan statis. 2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis. Gaya pada tubuh keadaan statis yaitu tubuh dalam keadaan setimbang yaitu jumlah gaya dan momen gaya yang ada sama dengan nol. (keadaan setimbang) dengan jumlah gaya dalam segala arah (F=0) system muskuloskeletal bekerja sebagai pengumpil/pengungkit . Sistem tulang dan otot berfungsi sebagai pengumpil. Di dalam tubuh manusia terdapat tiga jenis gaya (Winter,1979 ) yaitu:  Gaya Gravitasi, yaitu gaya yang melalui pusat massa dari tiap segmen tubuh manusia dengan arah kebawah. Besar gayanya adalah massa dikali percepatan gravitasi ( F = m g )  Gaya Reaksi yaitu gaya yang terjadi akibat beban pada segmen tubuh atau berat segmen tubuh itu sendiri.  Gaya otot yaitu gaya yang terjadi pada bagian sendi, baik akibat gesekan sendi atau akibat gaya pada otot yang melekat pada sendi. Gaya ini menggambarkan besarnya momen otot. Memahami konsep inersia, massa, berat, tekanan, volume, densitas, berat spesifik, torsi dan impuls memberikan landasan yang berguna untuk memahami efek gaya.  Inersia : atau disebut kelembamaman, kecenderungan tubuh untuk menolak perubahan dalam kondisi geraknya. Inersia berarti penolakan terhadap tindakan atau untuk berubah



25



 Massa (m) : jumlah materi yang menyusun tubuh dengan satuan massa (kg)  Gaya (F) : dorongan atau tarikan yang bekerja pada tubuh. Setiap gaya dicirikan oleh besarnya, arah dan titik penerapannya pada benda tertentu. Berat badan, gesekan dan hambatan uadara atau air adalah semua kekuatan yang umumnya bekerja pada tubuh manusia. Aksis kekuatannya menyebabkan massa tubuh berakselerasi  Pusat gravitasi : pusat gravitasi atau pusat massa adalah titik dimana berat badan seimbang , tidak peduli bagaimana posisi tubuh. Dalam analisis gerakan, gerakan pusat gravitasi berfungsi sebagai indeks dari total gerak tubuh. Dari perpektif kinetic , lokasi pusat massa menetukan cara tubuh merespons kekuatan kesternal  Berat didefenisikan sebagai jumlah gaya gravitasi yang diberikan pada tubuh. Secara aljabar, defenisinya adalah modifikasi dari defenisi umum gaya, dengan bobot (wt) sama dengan massa (m) dikalikan dengan percepatan gravitasi. 2. Sistem Penggumpil Sistem tulang dan otot berfungsi sebagai sistem Penggumpil. Ada 3 Kelas Sistem Pengumpil, yaitu : a. Sistem Penggumpil Kelas pertama = Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot



Gambar 4.1 sistem pengumpil kelas pertama b. Sistem Penggimpil Kelas kedua = Gaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot



26



Gambar 4.2 sistem pengumpil kelas kedua



c. Sistem Penggumpil Kelas ketiga = Gaya otot terletak diantara ttik tumpuan dan gaya berat



Gambar 4.3 sistem pengumpil kelas ketiga



Keuntungan mekanik Keuntungan mekanik didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya otot dan gaya berat.



Gambar 4.4 sistem Keuntungan mekanik



27



Keuntungan Mekanik=



W IM  M Iw



E. Daya Tahan Terhadap Beban Mekanik Setiap



jenis



jaringan



mempunyai



kemampuan



yang



khas



dalam



menahan beban biomekanik yang datang kepadanya Beberapa faktornya:  Konstruksi sistem otot-rangka  Sifat bahan jaringan yang bersangkutan  Kebiasaan/latihan Beban mekanik yang terasa ringan tetapi membebani secara berulang dalam waktu yang panjang dapat menimbulkan gangguan-gangguan pada jaringan yang bersangkutan mulai dari yang ringan sampai yang bersifat masalah (disorder) pada jaringan rangka-tulang tersebut. Di banyak industri yang menggunakan tangan secara repetitive, cumulative trauma disorders (CTDs) sangat umum ditemukan. CTDs adalah gangguan pada jaringan lunak di bagian jari, telapak tangan, pergelangan, siku dan bahu. Terjadi karena postur kerja yang tidak nyaman/alamiah.



Gambar 5.1 Berapa postur kerja penyebab CTDs F. Kekuatan Otot Setiap



jenis



otot



mempunyai



kemampuan



yang



khas



dalam



menjalankan kerja biomekanik. Masing-masing memiliki kekuatan, kecepatan 28



dan ketelitian geraknya sendiri. Kekuatan otot bergantung juga pada dimana dan ke arah mana kekuatan itu dikeluarkan. Faktor yang mempengeruhi kekuatan otot:  tergantung dari banyaknya serat  kekuatan maksimum, serat otot 0.3-0.4 N/mm² (1 kg=10 N) dari cross section dapat mengangkat beban 3 – 4 kg (30 – 40 N)  wanita dengan latihan yang sama dengan pria dapat mencapai kurang dari 30% kekuatan pria  kekuatan paling besar pada saat permulaan kontraksi (relax) Dalam dunia kerja yang menjadi perhatian adalah : Kekuatan kerja otot. Kekuatan kerja otot bergantung pada :  Posisi anggota tubuh yang bekerja  Arah gerakan kerja.  Perbedaan kekuatan antar bagian tubuh.  Usia.  Kecepatan dan ketelitian.  Daya tahan jaringan tubuh terhadap beban. G. Body Mass Index



Indeks massa tubuh (IMT) digunakan untuk menentukan kategori berat badan dengan membandingkan berat dan tinggi badan. Ketahui cara menghitung IMT, penggolongan berat badan berdasarkan IMT, serta kelebihan dan kelemahan dari metode ini. Angka indeks massa tubuh atau body mass index (BMI) digunakan untuk menunjukkan kategori berat badan. Berikut ini adalah rumusnya: Indeks massa tubuh (IMT) = berat badan (kg) : tinggi badan (m)² Bagi sebagian orang, nilai indeks massa tubuh kemungkinan tidak akurat, misalnya ibu hamil atau seorang atlet binaraga. Artinya, meski nilai IMT mereka di atas normal, bukan berarti mereka memiliki lemak berlebih.



29



Penggolongan Berat Badan Berdasarkan Indeks Massa Tubuh Menurut WHO, perhitungan IMT terbagi menjadi empat kategori, yaitu: 



Obesitas = IMT sama dengan atau di atas 30







Berat badan berlebih = IMT antara 25–29,9







Berat badan normal = IMT antara 18,5–24,9.







Berat badan di bawah normal = IMT di bawah 18,5



Sedangkan untuk populasi Asia, termasuk Indonesia, pengelompokan IMT adalah sebagai berikut: 



Obesitas = IMT lebih dari atau sama dengan 25







Berat badan berlebih = IMT antara 23-24,9







Berat badan normal = IMT antara 18,5-22,9







Berat badan di bawah normal = IMT di bawah 18,5



Berikut ini tabel tentang BMI Kekurangan berat badan tingkat berat Kurus



Kekurangan berat badan tingkat ringan 17,0 - 18,4



Normal



Gemuk



< 17,0



18,5 - 25,0 Kelebihan berat badan tingkat ringan



25,1 - 27,0



Kelebihan berat badan tingkat berat



> 27,0



Tabel 1. Kategori BMI Tubuh manusia http://p2ptm.kemkes.go.id/infographic-p2ptm/obesitas/tabel-batas-ambangindeks-massa-tubuh-imt



30



Praktikum BMI



Gambar 7.1 BMI Chart 1. Mengukur berat badan 2. Mengukur tinggi badan 3. Menghitung BMI dan tentukan kategorinya 4. Isi data praktikum di : https://forms.gle/hsmfq8cwoeXR563y7 H. Aplikasi Biomekanika Pada banyak kegiatan/ pekerjaan sehari-hari secara tidak langsung ilmu biomekanika telah diaplikasikan. Dalam pekerjaan-pekerjaan tertentu, seperti mengecat langit-langit rumah atau operator dengan display yang tidak sesuai, ilmu biomekanika menganalisanya sebagai pembebanan yang statis. Jadi pada industri atau kehidupan sehari-hari aspek ilmu biomekanika adalah sebagai berikut: 1.



Dalam



perindustrian,



ilmu



mekanika



digunakan



untuk



mengukur



besarnya gaya yang dibutuhkan oleh seorang operator untuk melakukan suatu pekerjaan dengan postur tubuhnya. 2.



Dengan



ilmu



biomekanika,



aplikasinya



dalam



industri



menyatakan



besarnya gaya otot yang diperlukan oleh seorang operator dalam menyelesaikan pekerjaan dengan menggunakan prinsip-prinsip fisika dan mekanika.



31



3.



Dengan meng-aplikasikan ilmu biomekanika, kita mengetahui dan memahami serta dapat menentukan sikap kerja yang berbeda dapat menghasilkan kekuatan atau tingkat produktivitas yang terbaik.



4.



Dengan



ilmu



biomekanika,



aplikasinya



digunakan



dalam



mengevaluasi



pekerjaan operator sehingga dapat menghasilkan cara kerja yang lebih baik yang meminimumkan gaya dan momen yang dibebankan pada operator supaya tidak terjadi kecelakaan kerja. 5.



Aplikasinya yang lain adalah menentukan perancangan sistem tempat kerja dengan pertimbangan dari gerakan-gerakan tubuh manusia/ pekerja.



Dengan ilmu biomekanika ini, jelas bahwa kita akan lebih mudah untuk menentukan rancangan sistem tempat kerja, di samping tingkat ergonomisnya tinggi (maksudnya tercipta keadaan lingkungan kerja yang ENASE) maka tingkat produktivitas meningkat dan tingkat kecelakaan menjadi minimum. Penerapan biomekanik dalam keperawatan dapat kita lihat pada pemenuhan kebutuhan mobilisasi pasien, ergonomi, posisi yang seimbang, analisis gaya, traksi pada tulang, sistem pengumpil dan lain-lain. Berikut ini adalah penerapan biomekanika kerja a. Posisi tubuh saat mengangkat benda



Gambar 8.1 BMI Chart Gambar di atas menunjukkan posisi mengangkat benda yang benar, di mana posisi beban mendekati titik pusat sumbu tubuh, sehingga kontraksi otot dan lebih efektif untuk mengangkat beban.



32



Gambar 8.2 Ilustrasi posisi Punggung adalah salah satu organ tubuh yang bekerja nonstop selama 24 jam. Dalam keadaan tidur pun, punggung tetap menjalankan fungsinya untuk menjaga postur tubuh. Punggung tersusun dari 24 buah tulang belakang (vertebrae), dimana masing-masing vertebrae dipisahkan satu sama lain oleh bantalan tulang rawan atau diskus. Seluruh rangkaian tulang belakang ini membentuk tiga buah lengkung alamiah, yang menyerupai huruf S. Mengangkat beban



beban.



yakni,



Bermacam-macam



dengan



kepala,



cara



bahu,



dalam



tangan,



mengangkat



punggung



dan



sebagainya. Beban yang terlalu berat dapat menimbulkan cedera tulang punggung, jaringan otot dan persendian akibat gerakan yang berlebihan.



Beban



yang



diangkat



tidak



melebihi



aturan



yang



ditetapkan ILO sebagai berikut: Tabel 2. Kriteria Beban pada Muda dan Dewasa



33



Semua



pekerja



harus



diajarkan



bagaimana



cara



mengangkat



beban yang baik. Metode kinetik dari pedoman penanganan harus dipakai yang didasarkan pada dua prinsip :  Otot lengan lebih banyak digunakan dari pada otot punggung.  Untuk memulai gerakan horizontal maka digunakan momentum



berat badan.



Gambar 8.3 Ilustrasi posisi mengangkat beban



Prinsip kerja mengangkat beban:  Posisi kaki yang benar.  Punggung kuat dan kekar.  Posisi lengan dekat dengan tubuh.  Mengangkat dengan benar.  Menggunakan berat badan. b. Posisi duduk Lengkung paling atas adalah segmen servikal (leher), yang dilanjutkan dengan segmen toraks (punggung tengah), dan segmen paling bawah yaitu lumbar (punggung bawah). Lengkung lumbar inilah yang bertugas untuk menopang berat seluruh tubuh dan pergerakan. Berdasarkan data British Chiropractic Association, sekitar 32% populasi dunia menghabiskan waktu lebih dari 10 jam sehari untuk duduk di depan 34



meja kerja. Separuh dari populasi tenrsebut tidak pernah meninggalkan meja kerja, bahkan saat makan siang. Sementara itu, dua pertiga populasi menambah porsi duduk tegak saat berada di rumah. ”Postur tubuh yang baik akan melindungi dari cedera sewaktu melakukan gerakan karena beban disebarkan merata keseluruh bagian tulang belakang,” ungkap Barbara Dorsch. Postur tubuh yang baik, lanjut dia, akan dicapai jika telinga, bahu, dan pinggul berada dalam satu garis lurus ke bawah.



Gambar 8.4 Ilustrasi posisi duduk



c. Posisi Kerja Berdiri Keuntungan:



Otot



perut



tidak



kendor,



sehingga



vertebra



(ruas



tulang belakang) tidak rusak bila mengalami pembebanan. Kerugian: Otot kaki cepat lelah.



35



Gambar 8.5 Ilustrasi posisi kerja berdiri d. Posisi Duduk Berdiri Posisi Duduk - Berdiri mempunyai keuntungan secara Biomekanis dimana tekanan pada tulang belakang dan pinggang 30% lebih rendah dibandingkan dengan posisi duduk maupun berdiri terus menerus.



Gambar 8.6 Ilustrasi posisi Duduk berdiri



36



e. Pengguanaan pada Klinik Traksi merupakan tindakan konservatif dalam penatalaksanaan patah tulang sehingga tulang dapat menyambung dengan sempurna. Guna mendapatkan hasil yang maksimal maka pembebanan traksi dan posisi (sudut kemiringan) harus selalu di pertahankan sesuai dengan bentuk tubuh manusia. Seperti pada gambar berikut:



Gambar 8.7 Traksi



Jenis-jenis Traksi: a. Traksi leher Dalam traksi leher, tubuh bagian leher dihubungkan dengan beban agar menjaga posisi tubuh. Beban yang digunakan adalah 12 pounds.



Gambar 8.8 Traksi leher



b. Traksi Kulit Pada traksi kulit, berat pemberat sebesar 1/10 dari berat badan dengan catatan traksi kulit hanya diperuntukan bagi anak-anak kurang dari 12 tahun. 37



Gambar 8.9 Traksi kulit c. Traksi Tulang Pada traksi tulang, pemberat W yang digunakan sebesar 1/7 dari berat badan pasien



Gambar 8.19 Traksi Tulang



I. KELELAHAN Dalam biomekanik kita akan berurusan dengan salah satu kejadian yang dinamakan kelelahan. Kelelahan ini tidak lepas dari biomekanik karena dalam aplikasinya biomekanik melihat orang secara mekanik, tetapi kodrat kemanusiaan pada manusia tidak dapat dikesampingkan sehingga manusia/pekerja mempunyai keterbatasan yaitu salah satunya keadaan yang dinamakan lelah. Kelelahan adalah proses menurunnya efisiensi performansi kerja dan berkurangnya kekuatan atau ketahanan fisik tubuh manusia untuk melanjutkan kegiatan yang harus dilakukan. Dalam bahasan lain, kelelahan didefinisikan sebagai suatu pola yang timbul pada suatau keadaan yang secara umum terjadi pada setiap individu. Yang telah tidak sanggup lagi untuk melakukan aktivitasnya. Ada beberapa macam kelelahan yang diakibatkan oleh beberapa faktor yang beberapa, seperti: 38



1. Lelah otot, yang diindikasikan dengan munculnya gejala kesakitan ketika otot harus menerima beban berlebihan. 2. Lelah visual, yaitu lelah yang diakibatkan ketegangan yang terjadi pada organ visual (mata) yang terkonsentrasi secara terus menerus pada suatu objek. 3. Lelah mental, yaitu kelelahan yang datang melalui kerja mental seperti berfikir sering juga disebut sebagai lelah otak. 4. Lelah monotonis, yaitu kelelahan yang disebabkan oleh aktivitas kerja yang bersifat rutin, monoton, ataupun lingkungan kerja yang menjemukan.



Sedangkan kelelahan yang disebabkan oleh sejumlah faktor yang berlangsung secara terus menerus dan terakumulasi, akan menyebabkan apa yang disebut dengan lelah kronis. Dimana gejala-gejala yang tampak jelas akibat lelah kronis dapat dicirikan seperti:  Meningkatnya emosi dan rasa jengkel sehingga orang menjadi kurang toleraan atau asosial terhadap orang lain.  Munculnya sikap apatis terhadap pekerjaan.  Depresi yang berat. Upaya Mengurangi Kelelahan. Problematika kelelahan akhirnya membawa manajemen untuk selalu berupaya mencari jalan keluar. Karena kelelahan tidak segera ditangani secara serius akan menghambat produktivitas kerja dan bisa menyebabkan kecelakaan kerja. Adapun upaya-upaya untuk mengurangi kelelahan adalah sebagai berikut; 1. Sediakan kalori secukupnya sebagai input untuk tubuh. 2. Bekerja menggunakan metode kerja yang baik. Misalkan bekerja dengan menggunakan prinsip ekonomi gerakan. 3. Memperhatikan kemampuan tubuh, artinya mengeluarkan tenaga tidak melebihi pemasukannya dengan memperhatikan batasan batasannya. 4. Memperhatikan waktu kerja yang teratur. Berarti harus dilakukan pengaturan terhadap jam kerja, waktu istirahat, dan sarana-sarananya. Masa-masa libur dan rekreasi.



39



5. Mengatur lingkungan Fisik sebaik baiknya, seperti temperatur, kelembaban, sirkulasi udara, pencahayaan kebisingan getaran, bau/wangi-wangian. 6. Berusaha untuk mengurangi monotoni warna dan dekorasi ruangan kerja, menyediakan musik, menyediakan waktu-waktu olah raga.



40



LATIHAN SOAL (POST TEST) BIOMEKANIKA 1. Perhatikan gambar berikut:



Biomekanika yang membahas hukum dan konsep yang mempengaruhi tubuh organik manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak. Berdasarkan gambar diatas, mengapa pada pengukuran berat badan pada posisi tersebut menujukan hasil yang berbeda? A. Karena posisi benda bergantung pada grafitasi B. Karena pada posisi tubuh mempengaruhi kecepatan C. Karena pada terjadi perbedaan posisi yang dipengaruhi oleh grafitasi dan titik berat D. Pengaruh hukum biomekanika E. Tidak ada pengaruh posisi ANS: C



2. Gaya pada tubuh terdiri dari yang dapat diketahui contoh



bagian tubuh kita



menabrak (membentur) meja dan gaya dalam tubuh tidak diketahui contoh: otot menahan beban. Kekuatan kerja otot bergantung pada kecuali… A. Posisi anggota tubuh yang bekerja B. Posisi gerak C. Perbedaan kekuatan antar bagian tubuh. D. Kecepatan dan ketelitian. E. Daya tahan jaringan tubuh terhadap beban ANS : B 3. Biomekanika adalah cabang ilmu fisika kesehatan yang mempelajari terkait mekanika gerak pada manusia, salah satunya adalah kegiatan dasar pengukuran.



41



Pada kegiatan pengukuran ada beberapa variabel yang mempengaruhi kualitas pengukuran. Hal tersebut adalah … A. Ketepatan Alat Ukur B. Besaran yang di ukur C. Satuan yang di tunjukan alat ukur D. Alat ukur E. Akuasi dan presisi Pengukuran ANS : E 4. Dasar asal mula gaya adalah gaya gravitasi, tarik-menarik antara 2 benda, misalkan berat badan, terjadinya varises. Saat tubuh dalam keadaan setimbang maka … A. jumlah gaya sama dengan nol B. jumlah momen gaya yang ada sama dengan nol. C. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis D. jumlah gaya sama dengan momen gaya E. jumlah gaya dan momen gaya yang ada sama dengan nol ANS : E 5. Perhatikan gambar berikut: Berdasarkan analisis gambar tersebut, maka system tersebut merupakan sistem pengumpil kelas …



A. Kelas pertama dengan Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot B. Kelas kedua dengan Gaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot. C. Klas ketiga dengan Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat D. Klas pertama dengan Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat E. Kelas ketiga dengan Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot



42



6. Perhatikan gambar berikut: Pada traksi tulang berikut



Jika berat badan penderita traksi tulang adalah 1400 N (massa penderita = 140 Kg), berapakah berat pemberat (W) pada traksi tulang tersebut? A. 10 N B. 14 N C. 385 N D. 100 N E. 200 N ANS : E 7. Jaringan otot uterus memiliki tahanan 2,0 kiloOhm dan tegangan listrik 120 miliVolt, berapa miliAmperekah besarnya kuat arus listrik yang mengalir pada otot uterus tersebut? A. 6 mA B. 0,6 mA C. 0,06 mA D. 0,0006 mA E. 0,00006 mA 8. Pada aktifitas otot skelet selama 15 menit, berapa kalorikah energi yang dihasilkan, jika beda potensial dalam serabut otot sebesar 100 mV, sedangkan hambatan pada serabut otot sebesar 3 kΩ? A. 0,00072 B. 0,072 C. 0,72 D. 0.03 43



E. 0, 003



9. Faktor bahwa kekuatan otot laki laki lebih besar dari perempuan adalah … A. Setiap jenis otot mempunyai kemampuan yang khas dalam menjalankan kerja biomekanik B. Masing-masing memiliki kekuatan, kecepatan dan ketelitian geraknya sendiri C. Kekuatan otot bergantung juga pada dimana dan ke arah mana kekuatan itu dikeluarkan D. Kekuatan otot tergantung dari banyaknya serat E. Daya tahan jaringan tubuh terhadap beban laki laki lebih kecil dibanding wanita ANS : D



10. Pada aktivitas system laktat, Kelelahan latihan jangka panjang disebabkan oleh faktor berikut, kecuali .. A. Glukosa darah menurun B. Local muscular fatique (glycogen menurun) C. Air dan elektrolit menurun D. Kejenuhan dan kelelahan fisik E. Ketersediaan energy makanan ANS: E Selanjutnya Isi Post Test Biomekanika: https://forms.gle/FcuGcxcqyiNzC5DSA Feed back di link berikut: https://forms.gle/eLWn5bYd2wee9hKz7



44



DAFTAR PUSTAKA Dr. J. F. Gabriel, 1996, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta. Manuaba, A. 1991. Pengaruh Ergonomi Terhadap Produktivitas Tenaga Kerja. Jakarta. Marzuki, Chalid. 2009. Azaz-Azaz Mekanika Dalam Pendidikan Jasmani dan Olahraga. Malang: Wineka Media. Nurmianto, Eko. 2004. Ergonomi Konsep Dasar dan Aplikasinya. Surabaya. Rufaida, W. 2009. Ergonomic Assesment untuk Meningkatkan Keselamatan dan Kesehatan Kerja. Tugas Akhir Teknik Industri: Surabaya. Sama’mur, P. K. 1987. Keselamatan Kerja dan Pebcegahan Kecelakaan. Jakarta. Sutalaksana, Iftikar Z. 1979. Teknik Tata Cara Kerja. Bandung: ITB. Tarwaka, dkk. 2004. Ergonomic untuk Kesehatan Keselamatan Kerja dan Produktinitas. Surakarta: Uniba Press.



45