Selasa, 23 Oktober 2012

BIOMEKANIKA

TUGAS MATA KULIAH FISIKA

Dosen Pengampu :
Abdul Rohim Mansur, S.T.,M.Eng.






Nama : Nur Arivianti
NIM : 12029113








Universitas Ahmad Dahlan
2012

BIOMEKANIKA
Biomekanika adalah disiplin sumber ilmu yang mengintegrasikan faktor-faktor yang mempengaruhi gerakan manusia, yang diambil dari pengetahuan dasar seperti fisika, matematika, kimia, fisiologi, anatomi dan konsep rekayasa untuk menganalisa gaya yang terjadi pada tubuh.

A.    Hokum Newton Tentang Gerak
Hukum gerak Newton menghubungkan konsep gaya dan konsep gerak. Gaya dapat didefinisikan sebagai tarikan atau dorongan. Gaya dapat menyebabkan suatu benda dapat bergerak dan berubah bentuk. Gaya juga termasuk besaran vector karena memiliki nilai dan arah. Untuk menentukan arah gaya dapat kita misalkan dengan gaya berat yang arahnya ke bawah. Sedangkan, untuk nilai suatu gaya berlaku aturan hitung vector. Jumlah gaya disebut resultan.

Contoh penghitungan nilai vektor

1.       Hukum I Newton (hukum kelembaman)
Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya”
Rumus :           ∑F = 0
Contoh :          
 




2.       Hukum II Newton
“Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan massa benda”
Rumus :                        a =∑F /m     atau       ∑F = m a
Contoh :                      
                                        

3.       Hukum III Newton (hukum aksi – reaksi)
“Jika benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka benda kedua akan memberikan gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”
Rumus :                        Faksi = -Freaksi
Contoh :                      
                                        


B.    Gaya Pada Tubuh dan Di Dalam Tubuh
Setiap gerakan pada tubuh manusia pasti ada suatu gaya yang bekerja.  Ada gaya yang bekerja pada tubuh dan ada gaya yang bekerja di dalam tubuh. Gaya yang bekerja pada tubuh biasanya dapat diketahui apa bila kita menabrak suatu objek. Sedangkan gaya yang bekerja didalam tubuh , sering kali tidak kita sadari misalnya gaya otot jantung yang mengalirnya darah.
Sistem otot dan tulang pada manusia bekerja sebagai system pengumpil. Ada tiga macam system pengumpil yang bekerja pada tubuh manusia, yaitu :
1.        Klas pertama
Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot
Contoh: kepala & leher                                                                                
2.       Klas Kedua  
Gaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot.
contoh: tumit menjinjit         
3.       Klas Ketiga
Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat
Contoh: otot lengan

1.                     2. clip_image007                     3. 

Keterangan :
W = Gaya Berat
M = Gaya Otot
O = Titik Tumpuan
C.     Analisis Gaya dan Kegunaan Klinik
Gaya yang bekerja pada suatu benda atau juga tubuh manusia bias gaya vertikal, gaya horizontal dan gaya yang dapat membentuk sudut dengan bidang vertical maupun horizontal.
1.       Gaya vertical
Apabila seseorang berdiri di atas suatu benda, maka orang tersebut member gaya pada benda tersebut, sedangkan benda tersebut akan memberikan gaya reaksi yang besarnya sama dengan gaya yang diberikan orang itu. Peristiwa ini sama dengan hukim III newton (aksi – reaksi)
2.       Gaya horizontal
a.       Ada dua gaya yang bekerja pada sebuah benda dengan arah yang sama, maka total gaya yang diperoleh sebesar :
S = F1 + F2
b.      apabila dua gaya yang bekerja pada sebuah benda dengan arah berlawanan, maka total gaya sebesar selisih gaya I dan gaya II :
S = F1 – F2
3.       gaya yang dapat membentuk sudut
Gaya yang bekerja pada suatu tubuh membentuk sudut dengan garis horizontal atau garis vertikal pada gaya yang membentuk sudut yang perlu diperhatikan adalah penguraian vektor-vektornya yang merupakan proses kebalikan dari perpaduan vektor. Sebuah vektor dapat diuraikan menjadi komponen-komponen yang bertitik tangkap sama dan terletak pada satu bidang.
Vx = V cos α
Vy = V sin α
Contoh dalam kegunaan klinik
                       
D.    Pusat Massa (PM)
Pusat massa sebuah benda merupakan titik dimana gaya total dapat dianggap bekerja untuk tujuan menentukan gerak translasi benda sebagai satu kesatuan.
Contoh : gerak massa lempar lembing


E.     Pusat Massa Untuk Tubuh Manusia
Jika kita memiliki sebuah benda yang diperluas, masing-masing PM nyadiketahui, kita dapat menentukan PM kelompok tersebut dengan  melihat tabel 1.1 berikut.
Tabel 1.1 Pusat massa dari Bagian-bagian Tubuh Manusia
( tinggi dan massa penuh = 100 satuan )

Pusat massa juga bisa berada diluar tubuh.Satu contoh sederhana dari atletik yang ditunjukkan pada gambar dibawah.  Jika para atlit meloncat tinggi dapat mencapai posisi pada gambar, PM mereka sebenarnya dapat melewati bagian bawah palang, sementara tubuh mereka lewat di atasnya, yang berarti bahwa untuk satu laju loncatan tertentu, mereka dapat melewati palang yang lebih tinggi. Inilah yang sebenarnya mereka coba lakukan.
F.     Torsi
Jarak tegak lurus antara garis sebuah gaya dan sumbu rotasi dinamakan lengan gaya atau lengan torsi. Hasil kali sebuah gaya dengan lengannya disebut torsi.
Torsi atau momen gaya adalah hasil kali antara gaya F dan lengan momennya. Torsi dilambangkan dengan lambang \tau.
\boldsymbol \tau = \mathbf{r}\times \mathbf{F}\,\!
\tau = rF\sin \theta\,\!
Satuan dari torsi adalah Nm (Newton meter).


G.    Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu  benda karena pengaruh tempatnya (kedudukannya). Energi potensial ini juga disebut energi diam, karena benda yang diam pun dapat memiliki energi potensial.
Sebuah benda bermassa m digantung seperti di bawah ini.
http://4.bp.blogspot.com/-WC79aujzPBs/TgkqAoksp4I/AAAAAAAAADY/PefBhq_ra5Y/s200/potensial-gravitasi.gif
Contoh  Energi Potensial Gravitasi

Jika tiba-tiba tali penggantungnya putus, benda akan jatuh, sehingga dapat dikatakan benda melakukan usaha, karena adanya gaya berat (w) yang bekerja sejauh jarak tertentu, misalnya h. Besarnya energi potensial benda sama dengan usaha yang sanggup dilakukan gaya beratnya selama jatuh menempuh jaral h.

Ep = w.h
Ep = m.g.h
keterangan:
  Ep = Energi potensial (joule)
  w = berat benda (N)
  m = massa benda (kg)
  g = percepatan gravitasi (m/s^2)
  h = tinggi benda (m)

Energi potensial gravitasi tergantung  dari : percepatan gravitasi bumi dan kedudukan benda , massa benda

H.    Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatannya.
Energy kinetik atau tenaga gerak juga dapat di definisikan sebagai tenaga yang dimiliki oleh benda yang bergerak
E_k = \frac{1}{2} \times m \times v^2

Keterangan:
Ek: Energi kinetik (J)
m : massa benda (kg)
v : kecepatan benda (m/s)


Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

give me like .. (y)