Download - Biomekanika fisika
![Page 1: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/1.jpg)
Biomekanika
By Jelita S. H. Hinonaung
050114012
![Page 2: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/2.jpg)
1. Pendahuluan
dua bidang yang termasuk dalam fisika kedokteran:
1. bidang kedokteran
2. bidang fisika
![Page 3: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/3.jpg)
Fisika kedokteran berperan dalam 2 hal
1. Menentukan FX tubuh meliputi kesehatan & penyakit
2. Dalam praktek kedokteran meliputi pengetahuan alat dlm bidang kedokteran yaitu ultrasonik, laser, radiasi, dsb.
![Page 4: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/4.jpg)
2. Pengukuran
Dasar utama fisika yaitu pengukuran kwantitatif
pengukuran kwantitatif ini adalah sistem satuan internasional atau di disingkat SI
![Page 5: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/5.jpg)
2.1 proses pengukuran
Pengukuran fisik di bagi 2 group :
a. Proses pengukuran pengulangan.
melibatkan pengulangan perdetik, permenit, dsb. Cnth: denyut nadi 70/menit
a. Proses pengukuran yang tidak berulang. Cnth : ukur substansi asing yg di keluarkan o/ ginjal
![Page 6: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/6.jpg)
2.2 false positif & f. negatif
False positif a/ penyimpangan yg terjdi dmana penderita dinyatakan menderita penyakit pdhal tidak
False negatif a/ penyimpangan yg terjdi dmana penderita dinyatakan tidak sakit padahal sakit
![Page 7: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/7.jpg)
Untuk menghindari/ mengurangi false positif atau f. negatif
Dlm pengambilan keputusan Pengulangan pengukuran Pengunaan alat2 yg dpt di percaya Kaliberasi sepatutnya terhadap alat2
![Page 8: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/8.jpg)
3. Tabel Satuan internasional
Kuantitas Satuan singkatan
PanjangMassaWaktuArusTemperaturIntensitas luminasi
MeterKilogramDetikAmpereKelvincandela
M
Kg
Sec
A
K
cd
![Page 9: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/9.jpg)
Tabel turunan satuan internasional
kuantitas satuan Singkatan dimensi
GayaTekananEnergiTenagaTorque
Newton
Pascal
Youle
Watt
Meter-newton
N
Pa.N/m2
j.Nm
W.J/sec
r.mN
Kgm/sec2
Kg/m sec2
Kgm2/sec2
Kgm2/sec3
Kgm2/sec2
![Page 10: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/10.jpg)
Tabel turunan satuan internasional
Kuantitas Satuan Singkatan Dimensi
Elektrik charge Potensial listrikTahanan listrikKapasitasInduktan
Coulomb
Volt
Ohm
Farad
Henry
C
V.J/c
V/A
F, C/V, c2/J
H, J/A2,sec
A Sec
Kgm2/sec3 A
Kgm2/sec3 A2
Sec4A2/Kgm2
Kgm2/sec2 A2
![Page 11: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/11.jpg)
Tabel turunan satuan internasional
Kuantitas Satuan Singkatan Dimensi
Fluks magnetikIntensitas magnetisFrekwensiDisintegrasi rateDosis absorpsi
Weber
Testa
Hertz
Becquerel
Gray
Wb, J/A, Vsec
T,Wb/m2,Vsec/m2
Hz
Bq
Gy, J/ Kg
Kgm2/sec2 A
Kg/sec2 A
Sec -1
Sec -1
M2/sec2
![Page 12: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/12.jpg)
Tabel Non SIKuantitas Satuan Singkatan
Massa PanjangVolume WaktuGaya
Energi
Gram
Foot,centimeter
Liter
Menit
Dyne
pound force
Kalori
Kilokalori
g
ft, Cm
-
min
-
Lbf
Cal
Kcal
![Page 13: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/13.jpg)
Tabel Non SIKuantitas Satuan Singkatan Tenaga
Tekanan
Temperatur
Kilokalori/ menit
Pound/inch2
Milimeter merkuri
Sentimeter air
Atmosfir
Fahrenheit
Celsius
Kcal/min
Psi
mmHg
Cm H2O
atm
F
C
![Page 14: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/14.jpg)
Standar manusia menggunakan sistem SI, turunan SI, & non SI
Umur 30 tahun
Berat badanTinggi badan Massa Luas permukaanTemperatur tubuh
690 N (154 Lb)
172 cm
70 Kg
1, 85 m2
37,0 0C
![Page 15: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/15.jpg)
Standar manusia menggunakan sistem SI, turunan SI, & non SI
Umur 30 tahun
Temperatur PanasKapasitas panasBasal metbolismeKebutuhan O2
Produksi CO2
34, 0 0c
0, 86 Kcal/ Kg C
38 Kcal/ m2 hr
260 ml/min
208 ml/min
![Page 16: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/16.jpg)
Standar manusia menggunakan sistem SI, turunan SI, & non SI
Umur 30 tahun
Volume darahCardiac out putTekanan darahHeart rateTotal lung capasity
5,2 Liter
5 Liter/ menit
120/ 80 mm Hg
70 beat/min
6 liter
![Page 17: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/17.jpg)
Standar manusia menggunakan sistem SI, turunan SI, & non SI
Umur 30 tahun
Vital capasityTidal capasityDead spaceBreathing rateMuscle mass
Faat mass
4,8 Liter
0,5 Liter
0,15 Liter
15/min
30.000 g (43% dari massa badan)
10.000 g (14% dari massa badan)
![Page 18: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/18.jpg)
Hukum dasar dalam mekanika
Dalam biomekanika memakai hukum dasar yang dirumuskan oleh Isaac Newton (1964-1727) untuk mempelajari gerakan mekanika pada manusia & hewan.
![Page 19: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/19.jpg)
Hukum Newton Pertama
berbunyi: setiap objek berlangsung dlm keadaan istirahat atau gerakan yg sama pd suatu garis lurus. Kecuali benda itu di paksa untuk berubah oleh gaya yg bekerja pdanya.
Dipakai utk mengukur suatu pengamatan
![Page 20: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/20.jpg)
Hukum Newton Kedua
Apabila ada gaya yg bekerja pd suatu benda maka benda akan mengalami suatu percepatan yg arahnya sama dgn arah gaya. Percepatan (a) dan gaya (f) adlh sebanding dlm besaran.
![Page 21: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/21.jpg)
Rumus
Keterangan M= massa benda (kg) A= percepatan (mS-2) F= Kg mS-2
F = m. a
![Page 22: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/22.jpg)
Hukum newton ketiga
Berbunyi: untuk setiap aksi, selalu ada reaksi yang arahnya berlawanan.
R
B
F
A
![Page 23: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/23.jpg)
Gaya pada tubuh dan di didalam tubuh
Gaya merupakan suatu konsep umum yang dapat di rasakan secara intuisi bagi kawan atau seorang insinyur.
![Page 24: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/24.jpg)
Gaya yang bekerja pada tubuh manusia di bagi alam 2 tipe
1. Gaya pada tubuh dalam keadaan statis
2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis
![Page 25: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/25.jpg)
Gaya pada tubuh dalam keadaan statis
Sistem otot dan tulang dari tubuh manusia bekerja sebagai pengumpul
3 macam sistem pengumpul dlm tubuh manusia;
1 klas pertama sistem pengumpul
2 klas ke-2 sistem pengumpul
3 klas ke-3 sistem pengumpul
![Page 26: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/26.jpg)
Klas pertama sistem pengumpil
Titik tumpuan terletak di antara gaya berat dan gaya otot w
ket;0=titik
tumpuanW= gaya
beratM= gaya otot
M
![Page 27: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/27.jpg)
Klas kedua sistem pengumpil
Gaya berat di antara titik tumpuan dan gaya otot.
M W
Ket O= titik tumpuan W= gaya berat o M= gaya otot
![Page 28: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/28.jpg)
Klas ketiga sistem pengumpil
Gaya otot terletak di antara titik tumpuan dan gaya berat.
M
Ket o wO=titik tumpuanW=gaya beratM=gaya otot
![Page 29: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/29.jpg)
Keuntungan mekanik
Di definikan sebagai perbandingan antara gaya otot dan gaya berat.
Iw Im
0
Gaya berat gaya otot (w) (M)
![Page 30: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/30.jpg)
Rumus
Keuntungan mekanika
K.M = M = IwW Im
![Page 31: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/31.jpg)
Analisa gaya dan kegunaan klinik
Gaya vertikal
Apabila seseorang berdiri di atas suatu benda, maka orang tsb memberi gaya di atas benda tsb, sdngkan benda tsb akan memberi gaya reaksi yang besarnya = gaya yg diberikan orang itu
![Page 32: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/32.jpg)
Gbr. Gaya vertikal
![Page 33: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/33.jpg)
Gaya horisontal
Dua gaya yg bekerja pd sebuah benda dgn arah yg sma, maka total gaya yg diperoleh sebesar
F1 F2
S=F1 + F2
![Page 34: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/34.jpg)
Lanjutan…..
Bila dua gaya yg bekerja pd sebuah benda dgn arah yg berlawanan, maka total gaya sebesar selisih gaya I dan gaya II
F1 F2
S = F1 – F2
![Page 35: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/35.jpg)
Teknik menentukan pusat gravitasi
Menggantungkan sebuah objek pada dua titik yang berbeda
Berdiri di atas sebuah papan di mana kedua ujung papan terletak di atas timbangan
Metode grafik Metode analisa
![Page 36: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/36.jpg)
Mengantungkan objek pd titik yg berbeda
Sebuah objek yg akan di tentukan pusat gravitasi di gantungkan melalui sebuah titik (P). Pusat gravitasi akan berada di bawah titik gantung. (Lihat gambar).
![Page 37: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/37.jpg)
Gbr. 1
![Page 38: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/38.jpg)
Kemudian objek tsb di gantung melalui titik p1; pusat gravitasi akan berada di bawah titik p1 (lihat gambar)
![Page 39: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/39.jpg)
Gbr 2
![Page 40: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/40.jpg)
Dengan mengetahui garis vertikal malalui P dan P1 maka titik pusat gravitasi dapat di cari dgn mencari titik potong dari kedua garis tsb.
![Page 41: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/41.jpg)
Gbr 3
![Page 42: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/42.jpg)
Berdiri di atas papan yg kedua ujungnya terdapat timbangan
![Page 43: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/43.jpg)
Seseorang yg akan di tentukan pusat gravitasi berdiri di atas papan tsb, pd timbangan menunjukan skala W1 dan W2 (lihat gambar 4)
![Page 44: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/44.jpg)
Gambar 4
![Page 45: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/45.jpg)
Pada keadaan ini torsi = 0 pada titik P, maka :
X = W2
. L
W1 + W2
![Page 46: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/46.jpg)
Data pusat gravitasi tiap segmen tubuh sesuai dengan posisi tubuh (a dan b)
![Page 47: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/47.jpg)
Gambar mengenai massa & pusat
gravitasi bg tiap segmen tubuh
![Page 48: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/48.jpg)
Gambar total massa adalah m dan tinggi adalah h
![Page 49: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/49.jpg)
Tabel mengenai massa & pusat gravitasi bagi tiap segmen tubuh pd posisi a & posisi b. total massa adlh m dan tinggi h.
![Page 50: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/50.jpg)
Contoh
Massa tubuh 70 Kg, sedangkan massa kepala & punggung adalah 0,593 x 70 = 41,5 Kg
![Page 51: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/51.jpg)
Pusat gravitasi bagi
tiap segmen pd posisi
a b
Segmen
Punggung & kepala
Lengan atas
Massa (m)
0, 593
0,053
X (h)
0,10
0,14
Y (h)
0,70
0,75
X (h)
0,26
0,35
Y (h)
0,52
0,45
![Page 52: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/52.jpg)
Pusat gravitasi bagi
tiap segmen pd posisi
a bSegmen
Bagian depan & tangan
Tungkai bwh bagian atas
Massa (m)
0, 043
0,193
X (h)
0,24
0,12
Y (h)
0,64
0,42
X (h)
0,34
0,11
Y (h)
0,29
0,40
![Page 53: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/53.jpg)
Pusat gravitasi bagi
tiap segmen pd posisi
a bSegmen
Tungkai bwh bagian bawah & kaki
Massa (m)
0, 118
X (h)
0,10
Y (h)
0,19
X (h)
0,17
Y (h)
0,18
![Page 54: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/54.jpg)
Hasil laporan penelitian Borelli, Braune, Fischer & Dempster mengenai berat relatif tiap segmen tubuh (lihat tabel) dpt dipakai utk menentukan pusat gravitasi dr tiap-tiap segmen tubuh melalui kalkulus
![Page 55: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/55.jpg)
Tabel: berat relatif dr segmen tubuh manusia
Bagian tubuh
Braune & Fischer %
Termasuk Borelli
Pria wanita
% %
Dempster %
Kira-kira dpt diterima %
Kepala
Punggung
pinggul
7,06
42,70
11,58
6,72 8,12
46,30 43,90
12,21 12,89
6,9
46,1
10,7
7
43
12
![Page 56: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/56.jpg)
Tabel: berat relatif dr segmen tubuh manusia
Bagian tubuh
Braune & Fischer %
Termasuk Borelli
Pria wanita
% %
Dempster %
Kira-kira dpt diterima %
betis
kaki
Lengan
5,27
1,27
3,36
2,28
4,65 4,34
1,56 1,29
2,65 2,60
1,82 1,82
4,7
1,7
3,3
2,1
5
2
3
2
![Page 57: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/57.jpg)
Tabel: berat relatif dr segmen tubuh manusia
Bagian tubuh
Braune & Fischer %
Termasuk borelli
Pria wanita % %
Dempster %
Kira-kira dpt di terima %
Tangan
Total body weight
0,84
100
0,70 0,55
100 100
0,8
100
1
100
![Page 58: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/58.jpg)
Metode grafik
Pusat gravitasi dpt di tentukan secara grafik melalui momen dr pusat gravitasi secara berantai. Sebagai contoh: menentukan pusat gravitasi pd lengan
![Page 59: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/59.jpg)
Mula-mula tentukan gaya pd lengan atas (G1) yaitu pertengahan antara titik A dan B; G1 ini adlh 3 % dr berat badan. Kemudian tentukan G2 yaitu pertengahan antara titik B & C; G2 adlh 2 % dr berat badan.
![Page 60: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/60.jpg)
Lanjutan…
Dgn cara yg sama dpt ditentukan G3 yg merupakan 1 % dr berat badan. Setelah memperoleh G1 & G2 dpt ditentukan G4, & G3 dpt menentukan G5 yg merupakan pusat gravitasi dr lengan.
![Page 61: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/61.jpg)
Gbr. Menghitung pusat gravitasi dr tiap segmen tubuh
![Page 62: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/62.jpg)
Metode analisa
Dasar metode analisa adalah teorema dari Varignon yaitu “jumlah dr momen suatu gaya dalam kaitan utk sebarang pole adlh sama dgn momen gaya dalam kaitan pole yg sama”
![Page 63: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/63.jpg)
Gbr. Menentukan pusat gravitasi dgn menggunakan metode analisa
![Page 64: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/64.jpg)
Kesalahan Menentukan pusat gravitasi tubuh manusia melalui kalkulus disebabkan oleh:
1. Pusat gravitasi tidak tepat pd aksis longitudinal
2. Setiap individu mempunyai pusat gravitasi yg berbeda-beda
3. Sistem biomekanika yg berubah bentuk
![Page 65: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/65.jpg)
Kegunaan pusat gravitasi :
Dengan mengetahui & dpt menentukan pusat gravitasi sangat membantu olah ragawan loncat tinggi, lompat jauh. (lihat gambar 1-2).
![Page 66: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/66.jpg)
Gbr 1 olahragawan loncat tinggi, lompat jauh
![Page 67: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/67.jpg)
Gb 2. perubahan pusat gravitasi akibat adanya perubahan teknik loncatan
![Page 68: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/68.jpg)
Keseimbangan
Ada 2 macam :
1. Keseimbangan labil
2. Keseimbangan stabil
![Page 69: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/69.jpg)
Keseimbangan labil
Terjadinya keseimbangan labil disebabkan garis pusat gravitasi jatuh di luar dasar penyokong dan luas dasar penyokong terlalu kecil. (lihat gambar)
![Page 70: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/70.jpg)
Gambar keseimbangan labil
![Page 71: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/71.jpg)
Gbr. Dasar penyokong kecil
![Page 72: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/72.jpg)
Keseimbangan stabil
Keseimbangan stabil dapat tercapai apabila benda dlm kedudukan :
1. Kontak dgn dasar/ permukaan pijakan luas
2. Pusat gravitasi terletak rendah & garis pusat gravitasi terletak di dlm benda.
![Page 73: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/73.jpg)
Gbr. Efek permukaan pijakan terhadap kesetimbangan
![Page 74: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/74.jpg)
Gbr. Pusat gravitasi dekat dgn permukaan pijakan
![Page 75: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/75.jpg)
Gbr. Efek pusat gravitasi terhadap kesetimbangan
![Page 76: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/76.jpg)
Keseimbangan tubuh:
Di tinjau dr segi pusat gravitasi & luas kontak, keseimbangan tubuh bisa tercapai & ditingkatkan apabila:
a. Letak pusat gravitasi di rendahkan misalnya pd posisi duduk atau tidur
![Page 77: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/77.jpg)
Lanjutan…
b. Peningkatan luas permukaan penyangga misalnya dlm posisi tidur, posisi duduk, waktu berjalan, bertinju kedua kaki di lebarkan
![Page 78: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/78.jpg)
Keseimbangan tubuh dpt dikurangi dgn cara:
Meningkatkan pusat gravitasi, dengan cara angkat tangan ke atas, menjunjung barang di atas kepala
Mengurangi dasar permukaan penyangga dgn cara menjinjit atau berdiri satu kaki
![Page 79: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/79.jpg)
Momentum
Momentum dari sebuah objek adalah hasil kali massa & kecepatannya
![Page 80: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/80.jpg)
Untuk mendapatkan gambaran yg jelas akan momentum akan di sajikan peristiwa tabrakan antara dua objek.
![Page 81: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/81.jpg)
Gbr sebelum tabrakan
![Page 82: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/82.jpg)
Gbr selama tumbukan
![Page 83: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/83.jpg)
Gbr setelah tabrakan
![Page 84: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/84.jpg)
Setelah terjadi tabrakan maka m1 mempunyai kecepatan V1, dgn arah berlawanan dgn V1. Demikian pula m2 mempunyai kecepatan V2, yg berlawanan dgn V2.
![Page 85: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/85.jpg)
Momentum initial objek A adalah P1 = m1 V1, dan objek B mempunyai momentum initial P2 = m2 v2.
![Page 86: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/86.jpg)
Lanjutan…..
selama tabrakan kedua objek dlm keadaan seimbang dan ada gaya berlawanan untuk tiap-tiap objek adalah
P1=m1 v1 dan p2= m2 V2
![Page 87: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/87.jpg)
Rumus momentum
Dimana F= gaya
t= waktu
Satuan momentum adalah Kg m S-1
Momentum = F . t
![Page 88: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/88.jpg)
Kegunaan momentum dlm bidang olah raga
Momentum memainkan peranan penting dlm olahraga. Tabel di bawah ini memberi gambaran berbagai olahraga dlm mengunakan bola, mengenai kecepatan, tumbukan dlm kaitan impuls & momentum.
![Page 89: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/89.jpg)
Bola Massa bola
Kecepatan bola
Sblm ssdh
Kecepatan tumbukan
Sblm ssdh
Waktu tumbukan
s=dtk
Base ball
Foot ball
Bola golf
0,15
0,42
0,047
0 39
0 28
0 69
31 27
18 12
51 35
1,35x 10-3
8x10-3
1,25x10-3
![Page 90: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/90.jpg)
Bola Massa bola
Kecepatan bola
Sblm ssdh
Kecepatan tumbukan
Sblm ssdh
Waktu tumbukan
s=dtk
hand ball
spak bola
Squash
ball
0,061
0,43
0,032
0 23
0 26
0 49
19 14
18 13
44 34
1,35x 10-2
8x10-3
3 x 10-3
![Page 91: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/91.jpg)
Bola Massa bola
Kecepatan bola
Sblm ssdh
Kecepatan tumbukan
Sblm ssdh
Waktu tumbukan
s=dtk
soft ball
tenis ball
0,17
0,058
0 35
0 51
32 22
38 33
3 x 10-
3
4x10-3
![Page 92: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/92.jpg)
Contoh olahraga tenis
Misalnya massa bola m, kecepatan inisial adalah nol. Kecepatan akhir adalah v’; massa efektif tumbukan M, mempunyai initial kecepatan V dan kecepatan akhir V’. Jika gerakan dlm satu garis lurus maka besar momentum adlh :
MV= MV’ + mv
![Page 93: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/93.jpg)
Maka besarnya massa efektif tumbukan :
M = m V’ V - V’
![Page 94: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/94.jpg)
Contoh soal :
Hitunglah massa efektif tumbukan pd waktu melakukan serve tenis. Apabila dik. Massa bola (m) 0,058 Kg, kecepatan bola (v’) 51 mS-1, kecepatan tumbukan sebelum (v) 38 mS-1 & kecepatan sesudah tumbukan (v’) 35 mS-1 & berapa gaya pd bola selama tumbukan berlangsung (t= 4x10-3)
![Page 95: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/95.jpg)
Jawab
Massa efektif tumbukan :
M = m v’
V – V’
= 0,058 Kg x 51 mS-1
(38 – 33) mS-1
= 0,59 Kg
![Page 96: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/96.jpg)
Lanjutan…
Gaya pd bola selama tumbukan berlangsung:
F.t = m(V’ – v) F = m(V’ - v)
t
= 0,058Kg x 51 mS-1
4x 10-3 S
= 740 N
![Page 97: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/97.jpg)
Momentum dlm karate
Dlm karate momentum tinggi dr suatu tumbukan di capai melalui gerakan cepat dr lengan. Pd pukulan ke dpn, gerakan mula-mula di perkirakan lurus & terjadi tumbukan ketika gerakan dgn kecepatan maksimum serta panjang jangkauan tangan 70 %. (lihat gbr & grafik)
![Page 98: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/98.jpg)
Gbr arah pukulan dlm karate
![Page 99: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/99.jpg)
Hubungan antara kecepatan dgn panjang lengan pd pristiwa tumbukan
![Page 100: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/100.jpg)
Soal Seseorang karateka melakukan gerakan
pukulan kedepan jangkauan tangan 70 % dgn kecepatan bergerak bersama-sama setelah tumbukan terjadi. Berapakah gaya rata-rata pukulan & berapa besar energi kinetik yg hilang apabila di ket. Masa lengan (ma) 7 Kg, massa kepala (m head) 6 Kg, waktu tumbukan 10-3 S & kecepatan V= 5,5 mS-1
![Page 101: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/101.jpg)
Jawab:
Rumus momentum:
Ma V = (ma + mn) v’
V’= ma V
ma + mn
= 7 Kg x 5,5 mS-1
7 Kg + 6 Kg
= 2,96 mS-1
![Page 102: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/102.jpg)
Lanjutan…
Gaya rata-rata pukulan:
F = ma V’ – ma V
t= (7Kg x 2,96mS-1)-(7Kg x 5,5 mS-1)
10-3 S
= -17.800 N
![Page 103: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/103.jpg)
Lanjutan…
Lawan menerima gaya sebesar 17.800 N.
Energi kinetik inisial yg di hasilkan lengan :
Ko = ½ (ma + mn) V2 = ½ (7 Kg + 6 Kg) (2,96 mS-1)2 = 57 J
K - ko = 49 J. merupakan energi yg merusak lawan
![Page 104: Biomekanika fisika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061410/563dbaae550346aa9aa74b8c/html5/thumbnails/104.jpg)
terima kasih