BIOMEKANIKA

Biomekanika merupakan ilmu yang membahas aspek-aspek mekanika dari gerakan-2 tubuh manusia.

Biomekanika adalah kombinasi antara keilmuwan mekanika, antropometri dan dasar ilmu kedokteran

Pada pendekatan biomekanik ada beberapa definisi biomekanik yang dapat kita gunakan, diantaranya adalah :

Menurut Hatze, Biomekanik adalah ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi sistem biologi dengan menggunakan pengetahuan dan metode mekanika.

Sedangkan menurut Hay’s, Biomekanik adalah ilmu yang mempelajari gaya-gaya yang terjadi pada struktur biologi dan efek yang dihasilkan oleh gaya-gaya tertentu

Menurut Frankel dan Nordin, Biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada berbagai macam bagian tubuh dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari.

Biomekanik adalah suatu ilmu yang menggunakan hukum-hukum fisika dan konsep keteknikan untuk mempelajari gerakan yang dialami oleh beberapa segmen tubuh dan gaya-gaya yang terjadi pada bagian tubuh tersebut selama aktivitas normal.

Tujuan mempelajari ilmu biomekanika antara lain: Untuk menjelaskan tiap komponen dari seluruh

sistem tubuh dan interaksinya. Untuk mensimulasikan kondisi berbahaya, sulit

untuk diukur atau waktu dan biaya yang dikeluarkan untuk melakukan sebuah pekerjaan.

Untuk memperkirakan resiko yang mungkin muncul dari sebuah pekerjaan dan memperkirakan beban maksimal yang aman untuk diangkat.

Konsep BiomekanikaBiomekanika diklasifikasikan menjadi 2, yaitu:

1. General Biomechanic Adalah bagian dari biomekanika yang berbicara mengenai

hukum-hukum dan konsep-konsep dasar yang mempengaruhi organ tubuh manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak. Dibagi menjadi 2, yaitu

Biostatic adalah bagian dari biomekanika umum yang hanya menganalisis tubuh pada posisi diam atau bergerak pada garis lurus dengan kecepatan seragam (uniform).

Biodinamic adalah bagian dari biomekanika umum yang berkaitan dengan gambaran gerakan-gerakan tubuh tanpa mempertimbangkan gaya yang terjadi (kinematika) dan gerakan yang disebabkan gaya yang bekerja dalam tubuh (kinetik).

2. Occupational Biomechanic Didefinisikan sebagai bagian dari

biomekanika terapan yang mempelajari interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material, dan peralatan dengan tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktifitas kerja dapat meningkat.

Sistem Kerangka Dan Otot Manusia (Musculoskeletal System)

Di dalam tubuh manusia terdapat beberapa sistem koordinasi, dan salah satunya adalah sistem otot dan kerangka (Musculoskeletal system). Sistem ini sebenarnya tersusun oleh dua buah sistem, yaitu otot dan tulang. Keduanya saling berkaitan dalam menjalankan pergerakan tubuh manusia. Otot menempel pada bagian tulang untuk menggerakkan tulang rangka. Organ-organ tubuh manusia yang menyusun sistem ini meliputi :

1. Tulang Bagian ini tersusun dari jaringan yang sangat keras berfungsi

sebagai pembentuk kerangka dan pelindung dari organ dalam. Tulang dalam sistem gerak berfungsi pembentuk gerakan pasif. Tulang juga berperan penting proses pembentukkan sel-sel darah merah di bagian sumsum.

2. Sambungan Tulang Rawan (Cartilage) Jaringan ini berfungsi sebagai penghubung antar tulang

seperti pada setiap sambungan. Dengan adanya jaringan ini pergerakan tulang relatif kecil, sehingga melindungi dari pergeseran tulang.

3. Ligamen Berfungsi sebagai penghubung bagian sambungan dan

menempel pada tulang pada ujungnya. Ligamen memiliki peranan penting dalam melindungi persendian. Ligamen tersebut untuk membatasi rentang gerak dari tulang yang dihubungkan

4. Otot Penggerak utama dalam tubuh manusia

adalah otot atau sering disebut sabagai alat gerak aktif. Sel-sel otot menghasilkan panas tubuh untuk menjaga kestabilan panas tubuh akibat pengaruh dari luar. Tendon merupakan otot panjang dengan kekuatan elastis yang tinggi.

Aplikasi BiomekanikaPada 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.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.

BIOMEKANIKABIOMEKANIKAPenggunaan Fisika di Kesehatan :1. Faal Fisika : untuk menentukan fungsi tubuh

meliputi kesehatan dan penyakit.2. Pengetahuan tentang benda yang digunakan dlm

kesehatan seperti ultrasonik, laser, radiasi, dll.PENGUKURAN.Membandingkan kuantitas.Besaran pokok, turunan dan SATUAN Proses pengukuran.1. Pengukuran berulang : nilai pernafasan rata-rata2. Pengukuran sekali : Potensial aksi pd sel saraf

Penggunaan Fisika di Kesehatan :1. Faal Fisika : untuk menentukan fungsi tubuh

meliputi kesehatan dan penyakit.2. Pengetahuan tentang benda yang digunakan dlm

kesehatan seperti ultrasonik, laser, radiasi, dll.PENGUKURAN.Membandingkan kuantitas.Besaran pokok, turunan dan SATUAN Proses pengukuran.1. Pengukuran berulang : nilai pernafasan rata-rata2. Pengukuran sekali : Potensial aksi pd sel saraf

Faal positif dan negatif Faal Positif

Error yang terjadi dimana penderita dinyatakan menderita suatu penyakit padahal tidak

Faal negatif

Error yang terjadi dimana penderita dinyatakan tidak sakit padahal menderita suatu penyakit

Untuk menghindari :

1. Dalam pengambilan pengukuran

2. Pengulangan pengukuran

3. Penggunaan alat yang dapat dipercaya

4. Kalibrasi terhadap alat.

Skema dasar Pengukuran

Proses Pengukuran Ketelitian dan kebenaran

Faal positif atau negatif

Data-data lain

Hukum Dasar

Hukum Newton pertama ( Kelembaman )

Dipakai untuk mengukur suatu pengamatanHukum Newton kedua

F = m · aHukum Newton ketiga

( aksi reaksi )

Gaya pada tubuh dan didalam

Gaya pada tubuh dapat kita ketahui ex menabrak meja.

Gaya dalam tubuh td diketahui ex Gaya otot.

Dasar asal mula gaya adalah gaya gravitasi, tarik-menarik antara 2 benda, misalkan berat badan, ex terjadinya varises.

Gaya pada tubuh ada 2 tipe :

1. Gaya pada tubuh dlm keadaan statis.

2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis.

Gaya pada tubuh dapat kita ketahui ex menabrak meja.

Gaya dalam tubuh td diketahui ex Gaya otot.

Dasar asal mula gaya adalah gaya gravitasi, tarik-menarik antara 2 benda, misalkan berat badan, ex terjadinya varises.

Gaya pada tubuh ada 2 tipe :

1. Gaya pada tubuh dlm keadaan statis.

2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis.

Gaya pd tubuh keadaan statisStatis : Tubuh dlm keadaan setimbang, jumlah gaya dan

momen gaya yang ada sama dengan nol.

Sistem tulang dan otot berfungsi sebagai pengumpil.

Ada 3 kelas sistem pengumpil :

a. Klas pertama

Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot

M

WW = gaya beratM = gaya otot

b. Klas keduaGaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot.

WM

WM

c. Klas ketiga

Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat

W

M

W

M

Keuntungan mekanikKeuntungan mekanik

Perbandingan antara gaya otot dan gaya Perbandingan antara gaya otot dan gaya beratberat

Gaya berat (W) Gaya otot (M)

Keuntungan Mekanik =

W

M

Penggunaan Klinik

• Traksi leher

w

Arah tarikkatrol

Arah tarikotot

Traksi tulangTraksi tulang

w

Berat pemberat 1/7 kali BB

w

Berat pemberat 1/10 kali BB hanya untuk anak-anak dibawah 12 tahun

Traksi kulitTraksi kulit

Pusat Gravitasi tubuh Penentuan pusat gravitasi suatu benda

1. Menggantungkan obyek pd titik berbeda.

2. Berdiri diatas papan yg kedua ujungnya timbangan.

W1 W2

x

LWW

WX

21

2

L

Keseimbangan Keseimbangan stabil

1. Pusat gravitasinya naik jika diberi gaya.

2. Muncul gaya pemulih yang menyebabkan kembali kekeadaan semula.3. Tenaga potensial bertambah

Keseimbangan Labil1. Pusat gravitasinya turun jika diberi gaya.2. Posisi benda akan mengalami perubahan.3. Tenaga potensial berkurang

Keseimbangan NOrmal1. Pusat gravitasinya tidak berubah jika diberi gaya.2. Tenaga potensial bertambah