Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal
-
Upload
lettasamudra -
Category
Documents
-
view
101 -
download
4
Transcript of Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal
![Page 1: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/1.jpg)
Fisika Kesehatan
Manogari. Ssi,MT [email protected]
Fisika Gaya dan Otot Ahli Kedokteran atau dokter spesialis yang
berkaitan dengan gaya adalah 1. Spesialis dalam pengobatan fisik2. Spesialis Ortopedi yaitu kelaianan pada
sistem musculoskeletal 3. Ahli terapi fisik4. Chiropractor5. Spesialis Rehabilitasi6. Orthodontist
![Page 2: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/2.jpg)
Beberapa Efek Gravitasi Pada Tubuh
• Varises pada pembuluh vena pada kaki karena darah dalam vena bergerak melawan gaya gravitasi saat menuju jantung
• Gaya gravitasi pada tubuh dalam berbagai cara berkontribusi pada tulang yang sehat.
• Contoh Ketika seseorang menjadi tak berbobot pada satelit orbit ia mungkin kehilangan sebagian miniral tulang hal ini dapat terjadi pada saat melakukan perjalanan cukup jauh
• Istirahat tempat tidur jangka panjang menghilangkan banyak gaya berat tubuh dari tulang dan dapat mengakibatkan kerapuhan tulang yang serius.
![Page 3: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/3.jpg)
Gaya Gesekan
• Beberapa penyakit dalam tubuh seperti arthritis mengakibatkan gaya gesek bertambah pada sendi tulang.
• Gesekan berperan penting pada saat seseorang berjalan.
• Apabila terdapat penyakit pada sendi, gesekan dapat menjadi lebih besar.
• Air liur yang dikeluarkan saat saat kita mengunyah makanan berfungsi sebagai pelumas.
![Page 4: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/4.jpg)
Otot dan Klasifikasinya
![Page 5: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/5.jpg)
• Otot rangka memiliki serat-serat halus dengan pita gelap dan pita terang berselang-seling yang disebut striata sehingga diberi nama otot lurik (striated muscle)
• Bentuk otot yang lain yang tidak memperlihatkan striata disebut otot polos.
• Serat-serat di otot lurik berhubungan dengan tendon dan membentuk serabut otot. Contoh yang jelas adalah otot bisep dan trisep
![Page 6: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/6.jpg)
Gambaran skematis sistem otot yang digunakan untuk menekuk siku.Biceps menekuk siku ke atas, tricep meluruskannya
![Page 7: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/7.jpg)
• Pemeriksaan yang lebih seksama terhadap serat akan memperlihatkan untai yang lebih halus yang disebut miofibril
• Miofibril terdiri atas struktur yang lebih kecil lagi yang disebut filamen
• Filamen tersusun oleh protein-protein seperti gambar berikut
![Page 8: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/8.jpg)
Molecular basis of muscle contraction
• Sliding filament theory: relative movement of actin & myosin filaments yields active sarcomere shortening
• Myosin heads or cross-bridges generate contraction force
• Sliding of actin filaments toward center of sarcomere: decrease in I band and decrease in H zone as Z lines move closer
![Page 9: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/9.jpg)
Motor unit
![Page 10: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/12.jpg)
• Saat kontraksi otot gaya elektrostatik antara pita-pita menyebabkan pita-pita tersebut bergeser satu sama lain sehingga panjang serabut secara keseluruhan berkurang.
• Perlu diketahui bahwa otot menghasilkan gaya hanya pada saat berkontraksi, yaitu saat serabut otot memendek.
![Page 13: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/13.jpg)
Hukum Dasar Biomekanika
• Ada 3 hukum dasar biomekanika
• Hukum Newton Pertama
• Disebut hukum inersia Hukum kelembaman suatu benda
• ∑F = 0
• Hukum Newton-2
• ∑F = m.a
![Page 14: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/14.jpg)
Gaya Aksi = - Gaya Reaksi
3. Hukum Newton-3 Bila suatu benda mendapat suatu gaya aksi, maka
pada saat yang bersamaan benda itu memberi gaya reaksi yang besarnya sama dengan gaya aksi tetapi arahnya berlawanan
ReAksi aksiF F
![Page 15: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/15.jpg)
Mechanics of Muscle Contraction
• Neural stimulation – impulse• Mechanical response of a motor unit - twitch
Tt
0 eTt
FF( t)
T: twitch or contraction time, time for tension to reach maximum
F0: constant of a given motor unit
Averaged T valuesTricep brachii 44.5 ms Soleus 74.0 msBiceps brachii 52.0 ms Medial Gastrocnemius 79.0 msTibialis anterior 58.0 ms
![Page 16: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/16.jpg)
Summation and tetanic contraction
![Page 17: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/17.jpg)
Generation of muscle tetanus
Note: muscle is controlled by frequency modulation from neural input very important in functional electrical stimulation
![Page 18: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/18.jpg)
Wave summation & tetanization
Critical frequency
![Page 19: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/19.jpg)
Force production in muscle
• Force –length characteristics
• Force – velocity characteristics
• Muscle Modeling
• Neuromuscular system dynamics
![Page 20: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/20.jpg)
Quick-release for determining elastic constant of series component
• Muscle is stimulated to build tension
• Release mechanism is activated
• Measure instantaneous shortening x while force is kept constant
• Contractile element length kept constant during quick release
x
FK SC
![Page 21: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/21.jpg)
Gaya Pada Tubuh dan Didalam Tubuh
• Gaya yang bekerja pada tubuh dapat kita ketahui apabila kita menabrak suatu objek atau kita ditabrak oleh benda lain
• Gaya yang ada didalam tubuh kita sering tidak kita ketahui, padahal gaya itu benar-benar ada.Contoh : gaya otot, yang menyebabkan mengalirnya darah dan paru-paru yang memperoleh udara sehingga kita dapat bernapas.Gaya listrik yaitu gaya antara elektron dan proton, gaya inti kuat yang dihasilkan oleh proton, dan gaya inti lemah yang dihasilkan oleh elektron dari inti atom
![Page 22: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/22.jpg)
Jika ditinjau dari segi statis dan dinamisnya tubuh manusia, maka gaya yang bekerja pada tubuh dibagi dalam 2 tipe :
1. Gaya pada tubuh dalam keadaan statis
2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis
![Page 23: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/23.jpg)
1. Gaya pada tubuh manusia dalam keadaan statis
• Tubuh dalam keadaan stasioner berarti tubuh dalam keadaan seimbang, artinya jumlah gaya dan momen gaya dalam segala arah sama dengan nol.
• Sistem otot dan tulang dari tubuh manusia bekerja sebagai pengumpil.
• Ada 3 macam sistem pengumpil yang bekerja dalam tubuh manusia
![Page 24: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/24.jpg)
1. Kelas pertama sistem Pengumpil
• Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan gaya otot
![Page 25: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/25.jpg)
2. Kelas Kedua sistem pengumpil
• Gaya berat diantara titik tumpuan dan gaya otot
![Page 26: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/26.jpg)
3. Kelas ketiga sistem pengumpil
• Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat
![Page 27: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/27.jpg)
Gaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot.
W
M
![Page 28: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/28.jpg)
Dari ketiga sistem pengumpil diatas yang
paling banyak adalah kelas ketiga
![Page 29: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/29.jpg)
Tarikan otot Deltoidus
![Page 30: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/30.jpg)
Dari gbr diatas Tarikan otot Deltoidus
• T = (2W1 +4 W2)/sin
![Page 31: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/31.jpg)
Analisa gaya Dan Kegunaan klinik
Gaya yang bekerja pada tubuh dapat berupa :
1. Gaya vertikal
2. Gaya membentuk sudut
3. Gaya horizontal
![Page 32: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/32.jpg)
1. Gaya vertikal
![Page 33: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/33.jpg)
2. Gaya membentuk sudut
![Page 34: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/34.jpg)
3. Gaya horizontal
![Page 35: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/36.jpg)
Penggunaan Klinik
Traksi leher
w
Arah tarikkatrol
Arah tarikotot
![Page 37: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/37.jpg)
Traksi Tulang Traksi Tulang
w
Berat pemberat 1/7 kali BB
![Page 38: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/38.jpg)
Pada sistem traksi tulang
Berat beban yang digantung pada sisitem traksi tulang adalah
W = 1/7x BB
BB = Berat Badan Pasien
![Page 39: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/39.jpg)
Traksi Kulit
w
Berat pemberat 1/10 kali BB hanya untuk anak-anak dibawah 12 tahun
![Page 40: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/40.jpg)
Stabilitas Saat Berdiri
• Pada manusia tegak yang dilihat dari belakang, pusat gravitasi (cg) berlokasi pada pelvis didepan bagian atas depan sacrum sekitar 58% dari tinggi seseorang dari tanah.
• Kontrol otot yang buruk, kecelakaan, penyakit, kehamilan, kelebihan berat atau postur yang buruk akan merubah posisi cg seperti gambar berikut
![Page 41: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/41.jpg)
Gambar (a) letak cg normal sekitar 58% tinggi seseorangdiatas dasar kakinya (b) suatu kondisi kelebihan berat dapat mengubah cg kedepan sehingga proyeksi vertikalnya lewat dibawah pusat kaki, menyebabkan tubuh berkompensasi dengan membentuk posisi tidak normal yang mengarah kemungkinan ketegangan otot.
![Page 42: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/42.jpg)
Mengangkat dan Berjongkok
• Bagian tubuh yang sering tersiksa adalah daerah lumbar (punggung bawah) yang ditunjukkan seperti gambar berikut
• Lumbar vertebrae ditujukan untuk gaya yang sangat besar, hal tersebut terlihat dari beban tubuh dan juga gaya yang anda tunjukkan pada daerah lumbar saat anda mengangkat beban.
• Ketika tubuh membunkuk kedepan sekitar 60o dari posisi vertikal dan terdapat beban 225N di tangan maka gaya kompresif R dapat mencapai 3800 N (~ 6 x BB)
![Page 43: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/43.jpg)
Gambar (a) mengangkat beban dengan skema gaya yang digunakan (b) Gaya dimana T adalah rata-rata untuk seluruh otot dan R adalah resultan gaya pada lumbar vertembra kelima ,L5
![Page 44: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/44.jpg)
Mengangkat Beban
• Tidak menherankan bahwa mengangkat beban yang berat dengan tidak benar merupakan penyebab utama sakit punggung bagian bawah
![Page 45: Pak Manogari - Fisika-Musculuskeletal](https://reader035.fdokumen.com/reader035/viewer/2022081413/54a21fb0ac7959b1558b4801/html5/thumbnails/45.jpg)
Soal latihan1. Tuliskanlah rumus dimensi dari energi (kalor atau panas)2. Seseorang yang sedang joging melakukan gerak jinjit pada salah
satu telapak kakinya. Jika panjang telapak kakinya 40 cm dan jarak pusat massa dari ujung jarinya 10 cm tentukanlah tarikan musculus gastrocnemous untuk orang yang beratnya 800N
3. Seseorang sedang latihan fitnes menahan berat beban ditangannya dengan massa 10 kg dan massa tangannya 2 kg. Jika panjang tangan orang tersebut 30 cm dan jarak berat tangan dengan humerus 14 cm tentukanlah besar tarikan otot bisep untuk menahan beban tersebut jika jarak otot bisep dengan penopang 4 cm untuk posisi tangan horizontal.
4. Seseorang merentangkan tangannya yang panjangnya 80 cm dan massa lenggannya 5 kg digunakan untuk menahan beban 10 kg jika pusat massa lengannya ditengah lengan dan sudut yang dibentuk otot deltoideus dengan ulna 30o dan jaraknya terhadap penopang ( R ) 20 cm tentukanlah besar tarikan otot deltoideus
5. Seseorang yang sedang fraktur pada bagian kakinya dilakukan terapi dengan sistem traksi tulang, jika berat orang tersebut 630 N tentukanlah massa beban yang dapat digantung untuk maksud tersebut g = 10 m/s2