PENGARUH MODEL TANGGA, KEGIATAN NAIK DAN TURUN …/Pengaruh... · Pengujian eksperimen dilakukan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH MODEL TANGGA, KEGIATAN NAIK DAN TURUN

SERTA BERAT BADAN DALAM PERUBAHAN NILAI GRF

(GROUND REACTION FORCE)

Skripsi

Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

RIDHA AULIYA

I 0307081

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


commit to user

v

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah swt. Atas berkat

dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

Dalam proses penyusunan laporan tugas akhir ini tentu tidak terlepas dari peran

banyak pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan, baik secara

langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini Penulis

ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak dan Ibu, kedua orang tuaku tercinta yang senantiasa memberikan

perhatian, kasih sayang, dukungan, dan doa yang tiada pernah ada hentinya.

2. Dian Anggun Safitri, my lovely soulmate yang selalu ada untuk mendukung

dan memberi motivasi.

3. Bapak Dr. Cucuk Nur Rosyidi, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik

Industri atas segala bimbingan dan nasehatnya selama ini.

4. Ibu Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE dan Bapak Ir. Lobes Herdiman, MT selaku

dosen pembimbing I dan dosen pembimbing II atas kesabaran, bimbingan,

motivasi, dan bantuan yang diberikan selama penyelesaian laporan tugas akhir

ini.

5. Bapak Dr. Cucuk Nur Rosyidi, S.T., M.T. dan Ibu Retno Wulan Damayanti,

S.T., M.T. selaku dosen penguji I dan dosen penguji II yang telah memberikan

kritik dan saran yang membangun demi terwujudnya hasil tugas akhir yang

lebih baik.

6. Seluruh dosen-dosen Teknik Industri Universitas Sebelas Maret atas

pendidikan yang diberikan dan seluruh staf-staf yang telah banyak membantu.

7. Bitayani Widihastanti, atas kebersamaan dan kesediaan waktunya selama ini.

Tengkyu, mbeh.

8. Teman-teman badminton, Mega, Andi, Dian, Ragil, Bayu R, Bita, Bunyan,

Hendy, Topik, Agung, Taruna, Habibie, Elan, Hindy, Aris, Wisnu, Wiwin,

Dias, dan David atas keceriaan dan kekompakannya selama di lapangan.

9. Teman-teman Teknik Industri angkatan 2007 yang tidak bisa disebutkan satu

persatu, atas segala kenangan indah yang diberikan.

10. Seluruh keluarga besar Teknik Industri, yang tidak dapat disebutkan satu per

satu.


commit to user

vi

11. Semua pihak yang belum tertulis di atas, yang telah membantu dalam proses

pengerjaan tugas akhir ini.

Akhir kata Penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat

bermanfaat dan dapat digunakan sebagaimana mestinya bagi Panulis pribadi, bagi

Jurusan Teknik Industri dan siapa saja yang membutuhkan. Penulis menyadari

bahwa penyusunan laporan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh

karena itu, penulis menerima segala saran dan kritik demi kesempurnaan tugas

akhir ini.

Surakarta, Januari 2013

Penulis


commit to user

vii

ABSTRAK

Ridha Auliya, NIM : I 0307081. PENGARUH MODEL

TANGGA, KEGIATAN NAIK DAN TURUN TANGGA, SERTA

BERAT BADAN DALAM PERUBAHAN NILAI GRF

(GROUND REACTION FORCE). Tugas Akhir. Surakarta :

Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas

Maret, Januari 2013.

Tangga sering menjadi kendala yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari

oleh seseorang yang memiliki berat badan berlebih. Meskipun orang sehat

menaiki tangga dengan cukup mudah, tapi fungsi penggerak akan berkurang

keseimbangannya seiring dengan bertambahnya berat badan. Pengaruh

kemiringan sudut tangga memiliki peran penting terhadap keseimbangan tubuh

ketika melakukan aktivitas naik dan turun tangga. Sendi lutut merupakan anggota

tubuh yang secara terus menerus mengalami tekanan dan ketika naik tangga maka

beban pada sendi lutut lebih kecil daripada turun tangga. Saat naik tangga tekanan

akan meningkat hingga 3 kali dan saat turun tangga tekanan yang dialami sendi

lutut mencapai 5 kali dari berat tubuh yang disebabkan karena gaya grativasi.

Terdapat beberapa faktor mempengaruhi perubahan nilai GRF itu sendiri

yaitu model tangga, pergerakan naik dan turun, serta berat badan. Untuk lebih

memperjelas bahwa ketiga faktor tersebut berpengaruh dalam perubahan nilai

GRF maka dilakukan suatu pengukuran dengan menggunakan alat pengukur gaya

yang dinamakan force platform. Hasil data yang dihasilkan force platform adalah

dalam bentuk grafik maupun angka kemudian diolah dan dilakukan analisis

dengan metode ANOVA.

Pengujian eksperimen dilakukan kepada 12 reponden yang berjalan naik dan

turun tangga sebanyak 4 kali pada kemiringan berbeda (180, 22

0, 27

0). Sebelum

dilakukan uji ANOVA terlebih dahulu dilakukan uji sebelum ANOVA. Setelah

uji asumsi ANOVA memenuhi syarat maka dilakukan uji analisis varian

(ANOVA) untuk mengetahui apakah faktor-faktor yang diteliti mempunyai

pengaruh signifikan terhadap perubahan nilai GRF. Pengujian selanjutnya adalah

uji Student Newman Keults.

Pada uji ANOVA yang telah dilakukan dari semua faktor hanya faktor berat

badan adalah faktor yang paling berpengaruh terhadap perubahan nilai GRF.

Untuk mengetahui faktor berat badan dari fase mana yang paling berpengaruh

terhadap perubahan nilai GRF, dapat dilihat nilai signifikansi yang terbesar dari

tiap fase dan ternyata diperoleh fase toe off yang memiliki nilai signifikansi

terbesar diikuti fase loading respon kemudian fase mid stance.

Keywords: ground reaction force, ANOVA, berat badan, tangga

xv + 104 halaman, 31 gambar; 51 tabel

Daftar pustaka: 14 (1991-2012)


commit to user

viii

ABSTRACT

Ridha Auliya, NIM : I 0307081. INFLUENCE MODEL STAIRS,

UP AND DOWN STAIRS ACTIVITY, AND WEIGHT GAIN IN

VALUE CHANGE OF GRF (GROUND REACTION FORCE).

Final Assignment. Surakarta : Industrial Engineering Department,

Engineering Faculty, Sebelas Maret University, January 2013.

Stairs often constrained faced in the daily life by someone who has excess

weight. Although a healthy person climb stairs easily enough, but the function of

the activator balance will be reduced along with increase of weight gain. Effect of

slope angle ladder have an important role to body balance when doing up and

down stairs activity. Knee joint is part body which is continuously subjected to

pressure and when up the stairs then the load on the knee joint is smaller than

down stairs. When up the stairs pressure will increase to 3 times and while going

down the stairs pressure on the knee joint up to 5 times the weight of the body

caused by gravity force.

There are several factors affecting the change in the value of GRF is a

model stairs , up and down activity, and weight gain. To clarify these factors have

effect in the changing value of GRF so it was done a measurement using a force

measuring device called a force platform. The data results of force platform is the

form graphs and figures then processed and analyzed by ANOVA method.

The test of experiments was done with 12 respondents who walk up and

down stairs as much as 4 times on different slope (180, 220, 270). Before the

ANOVA test was done, first tested the pre - ANOVA test. After the pre - ANOVA

test qualified then analysis of variance (ANOVA) test was done to determine

whether the observed factors have a significant effect on changes in the value of

GRF. The next test is the test of Student Newman Keults.

In the ANOVA test was done of all these factors the weight factor is only the

most influential factor to changes in the value of GRF. To determine the weight

gain factor of what phase the most influence on GRF value changes, it can be

seen that the greatest significance value of each phase and toe off phases was

obtained which has the greatest significance value followed loading response

phase later mid stance phase.

Keywords : ground reaction force, ANOVA, weight gain, stairs

xv + 104 pages, 31 pictures; 51 tables

references: 14 (1991-2012)


commit to user ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...............................................................................................

LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH........................

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH...............................

KATA PENGANTAR..........................................................................................

ABSTRAK.............................................................................................................

ABSTRACT...........................................................................................................

DAFTAR ISI.........................................................................................................

DAFTAR TABEL.................................................................................................

DAFTAR GAMBAR............................................................................................

DAFTAR PERSAMAAN....................................................................................

i

ii

iii

iv

v

vii

viii

ix

xii

xiv

xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang................................................................................ I - 1

1.2 Perumusan Masalah.........................................................................I - 2

1.3 Tujuan Penelitian..............................................................................I - 2

1.4 Manfaat Penelitian.......................................................................... I - 3

1.5 Batasan Masalah............................................................................. I - 3

1.6 Asumsi Penelitian............................................................................I - 3

1.7 Sistematika Penulisan......................................................................I - 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gait Cycle Pada Naik Turun Tangga………...................................II - 1

2.2 GRF (Ground Reaction Force)………............................................II - 4

2.3 Force Platform…………..................................................................

2.3.1 Kontruksi Dasar Force Platform…………………………….

2.3.2 Sistem Mekanik Force Platform………………………………..

II - 5

II - 6

II - 6

2.4

2.5

2.6

Desain Tangga Pada Fasilitas Rumah, Gedung,Outdoor ………

Identifikasi Desain Tangga………………………………………

Bentuk Postur Tubuh pada Pengguna Tangga………………….

II - 8

II - 10

II – 12


commit to user x

2.7 Analisis Statistik……......................................................................

2.7.1 Pengujian ANOVA………………………………………….

2.7.2 Pengujian Student Newman Keuls………………………………

II – 15

II – 15

II – 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Identifikasi Masalah………………................................................. III - 4

3.2 Pengumpulan Data…………...........................................................

3.2.1 Identifikasi Tangga Secara Umum…………………………..

3.2.2 Pengambilan Data Anthropometri Biomekanika……………

3.2.3 Pengumpulan dan Pembuatan Tangga Eksperimen……….

3.2.4 Penentuan Waktu dan Tempat Penelitian……………………

3.2.5 Pengambilan Data Eksperimen……………………………...

3.2.6 Interpretasi Pengumpulan Data Ground Reaction Force……

III - 5

III - 5

III - 5

III - 6

III - 6

III - 7

III - 9

3.3

3.4

3.5

Pengolahan Data……………….......................................................

3.3.1 Pengujian ANOVA…………………………………………..

3.3.2 Pengujian Standar Newman Keuls……………………………...

Analisis dan Interpretasi Hasil

Kesimpulan dan Saran

III - 9

III - 9

III -14

III -15

III -15

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Pengumpulan Data........................................................................

4.1.1 Langkah-Langkah Eksperimen………………………..….

4.1.2 Rancangan Tangga Pada Eksperimen Biomekanika ……...

4.1.3 Data Anthropometri Pada Responden……… …………….

4.1.4 Data Hasil Eksperimen Biomekanika……………. ………

IV - 1

IV - 1

IV - 2

IV - 4

IV - 6

4.2

Pengolahan Data…………………………………........................

4.2.1 Uji Sebelum ANOVA……………………………………..

4.2.1.1 Uji Normalitas……………………………………..

4.2.1.2 Uji Homogenitas…………………………………..

4.2.1.3 Uji Independensi…………………………………..

4.2.2 Uji ANOVA………………………………………………..

4.2.3 Uji Setelah ANOVA……………………………………….

4.2.3.1 Uji SNK Faktor Model Tangga (SSa)……………..

IV - 10

IV - 14

IV - 14

IV - 17

IV - 21

IV - 26

IV - 45

IV - 45


commit to user xi

4.2.3.2 Uji SNK Faktor Pergerakan Jalan (SSb)…………..

4.2.3.3 Uji SNK Faktor Berat Badan (SSc)……………......

IV - 58

IV - 51

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

5.1 Analisis Uji ANOVA....................................................................... V - 1

5.2 Analisis Uji Setelah ANOVA........................................................V - 4

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan.......................................................................................VI - 1

6.2 Saran.................................................................................................VI - 1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


commit to user

I - 1

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang, perumusan masalah, tujuan

penelitian, dan manfaat penelitian yang dilakukan. Berikutnya diuraikan mengenai

batasan masalah, asumsi yang digunakan dalam permasalahan, dan sistematika

penulisan untuk menyelesaikan penelitian.

1.1 LATAR BELAKANG PENELITIAN

Sebuah penelitian Badan Statistik Kanada menggambarkan perbandingan

cedera karena jatuh akibat kecelakaan kendaraan bermotor dengan cedera karena

jatuh pada tangga akibat faktor berat badan menunjukkan persamaan jumlah

korban yang meningkat. Ini bisa dilihat mulai dari berat badan normal yaitu 25-39

kg korban jatuh karena kecelakaan bermotor berjumlah 13 orang dan korban jatuh

pada naik turun tangga berjumlah 19 orang. Pada berat badan 40-59 kg korban

jatuh karena kecelakaan bermotor berjumlah 27 orang dan korban jatuh pada naik

turun tangga berjumlah 23 orang. Jumlah ini terus bertambah seiring dengan

bertambahnya berat badan pada seseorang (Winter, 1995)




keseimbangannya seiring dengan bertambahnya berat badan. Sendi lutut

merupakan anggota tubuh yang secara terus menerus mengalami tekanan dan

ketika naik tangga maka beban pada sendi lutut lebih kecil daripada turun tangga.

Saat naik tangga tekanan akan meningkat hingga 3 kali dan saat turun tangga

tekanan yang dialami sendi lutut mencapai 5 kali dari berat tubuh yang

disebabkan karena gaya grativasi. Itu sangat bermasalah bagi seseorang yang

memilik berat badan berlebih dan berpengaruh terhadap gerakan naik turun tangga

(Wibudi, 2011).


commit to user

I - 2

Pengaruh kemiringan sudut tangga memiliki peran penting terhadap

keseimbangan tubuh ketika melakukan aktivitas naik dan turun tangga. Oleh

karena itu, diperlukan suatu analisis untuk memperbaiki keseimbangan tubuh

untuk mencegah terjadinya cidera. Kontrol keseimbangan tubuh sangat penting

dalam kehidupan sehari-hari. Investigasi mengenai mekanisme keseimbangan dan

kontrol orientasi tubuh telah membangkitkan kepentingan profesional di beberapa

bidang, termasuk terapi fisik, pendidikan jasmani, teknik, fisika, kedokteran, dan

psikologi (Duarte, 2005). Contoh kontrol keseimbangan tubuh yaitu pengukuran

gaya reaksi tanah (ground reaction force) dan sudut segmen tubuh ketika

melakukan aktivitas naik dan turun tangga.

Dari penjelasan yang telah dijelaskan pada latar belakang dapat dilihat

bahwa faktor berat badan adalah faktor yang sangat berpengaruh dalam gerakan

naik turun tangga. Selain faktor berat badan ada juga faktor sudut kemiringan

tangga dan faktor gerakan naik turun tangga itu sendiri. Untuk lebih memperjelas

bahwa ketiga faktor tersebut berpengaruh dalam gerakan naik turun tangga maka

dilakukan pengukuran GRF (ground reaction force). Pengukuran GRF (ground

reaction force) menggunakan alat pengukur gaya yang dinamakan force platform

(Hikmat, 2008). Hasil data yang dihasilkan force platform adalah dalam bentuk

grafik maupun angka kemudian diolah dan dilakukan analisis dengan metode

ANOVA.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan maka perumusan

masalah penelitian ini adalah bagaimana pengaruh model tangga, kegiatan naik

dan turun tangga serta berat badan terhadap perubahan nilai GRF (ground

reaction force).

1.2 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dari penelitian ini yaitu :

1. Mengetahui pengaruh kemiringan model tangga terhadap perubahan nilai pada

ground reaction force.


commit to user

I - 3

2. Mengetahui pengaruh gerakan naik turun tangga terhadap perubahan nilai pada

ground reaction force.

3. Mengetahui pengaruh berat badan terhadap perubahan nilai pada ground

reaction force.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui faktor apa yang paling

berpengaruh terhadap perubahan nilai ground reaction force (GRF).

1.5 BATASAN MASALAH

Batasan dalam penelitian ini yaitu :

1. Eksperimen menggunakan tangga kayu yang dilengkapi dengan 3 anak tangga.

2. Sudut kemiringan tangga yang digunakan yaitu: sudut minimal sebesar 180,

yang diambil dari nilai minimal tangga pada fasilitas out door dengan kisaran

antara 180 sampai 27

0. Sudut normal sebesar 22

0, yang diambil dari nilai tengah

kisaran tangga pada fasilitas out door. Sudut maksimal sebesar 270, yang

diambil dari nilai minimal tangga pada fasilitas rumah tinggal dengan kisaran

antara 270 sampai 30

0.

3. Penelitian menggunakan data ground reaction force yang terjadi karena

loading dan unloading saat naik dan turun tangga.

4. Penelitian melibatkan responden yang diukur berdasarkan kategori Body Mass

Index.

1.6 ASUMSI PENELITIAN

Asumsi yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini, yaitu:

1. Kondisi fisik responden sehat dan tidak lelah saat penelitian mulai sampai

selesai.

2. Penempatan force platform pada suatu anak tangga tidak berpengaruh terhadap

nilai ground reaction force yang dihasilkan jika ditempatkan pada anak tangga

lainnya.


commit to user

I - 4

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang dan identifikasi masalah yang

diangkat dalam penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat

penelitian, batasan masalah, penetapan asumsi-asumsi serta sistematika

penelitian.

BAB II STUDI PUSTAKA

Bab ini membahas tentang gambaran umum komponen-komponen objek

penelitian serta teori-teori yang digunakan sebagai dasar pendukung hasil

dari penelitian.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini membahas tentang langkah-langkah yang dilakukan dalam

penelitian.

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini membahas tentang teknik pengumpulan data, eksperimen

pengolahan data dengan menggunakan iji sebelum ANOVA, uji ANOVA,

dan uji setelah ANOVA.

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini membahas analisis faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan

nilai ground reaction force (GRF).

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas tentang kesimpulan hasil eksperimen serta saran

perbaikan yang perlu dilakukan pada obyek penelitian.


commit to user

II-1

BAB II

STUDI PUSTAKA

Pada bab ini diuraikan teori-teori yang akan digunakan sebagai dasar penelitian

pada analisis penentuan ground reaction force dan center of pressure dengan

menggunakan force platform pada sikap postur dan kemiringan anak tangga yang

berbeda-beda.

2.1 Gait Cycle Pada Naik Turun Tangga

Siklus berjalan pada turun naik tangga sama dengan siklus berjalan pada

umumnya, perbedaanya terdapat kemiringan pada pijakan atau tumpuan kontak kaki

dengan tangga. Siklus berjalan pada turun naik tangga terdapat dua fase yang

berbeda, fase pertama adalah stance phase (fase berdiri), yaitu ketika kaki berada

diatas tanah. Fase kedua adalah swing phase (fase mengayun), yaitu digunakan untuk

periode ketika kaki tidak menyentuh tanah. Analogi siklus cara orang berjalan dapat

diibaratkan dengan gerak putar roda. Dengan menggambar siklus pola gerakan roda

tersebut, maka titik awal roda akan berputar berulan-ulang, langkah demi langkah.

Dalam persentase waktu siklus berjalan, 60% dilakukan pada periode berdiri (stance)

dan 40% pada periode berayun (swing) (Vaughan C.L., 1992). Persentase siklus pola

berjalan diperlihatkan pada gambar berikut ini:

Gambar 2.1 Persentase fase siklus pola jalan

Sumber : Vaughan C.L., 1992


commit to user

II-2

Periode stance dapat dibagi menjadi 5 tahap, yaitu :

1. Initial Contact

Initial contact merupakan koneksi awal dari cara fase berjalan dimana menjadi

periode pertama dari stance phase, seperti ditunjukkan oleh gambar 2.2.

Gambar 2.2 Gerakan kaki pada fase initial contact Sumber : Whittle, 2006

2. Loading Respon

Selama fase loading respon, kaki melakukan kontak sepenuhnya dengan

landasan. Berat badan secara penuh dipindahkan kepada kaki kanan sedangkan kaki

lainnya berada pada fase preswing, seperti ditunjukkan pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Gerakan kaki pada fase loading respon Sumber : Whittle, 2006

3. Mid Stance

Pada fase loading respon dimulai sesaat sebelum meninggalkan landasan

sehingga kaki berada sejajar dengan kaki bawah bagian depan. Bersamaan dengan


commit to user

II-3

fase ini, terjadi perpindahan berat oleh kaki kanan sedangkan kaki kiri berada pada

fase mid-swing, seperti ditunjukkan pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Gerakan kaki pada fase mid stance Sumber : Whittle, 2006

4. Heel Off

Fase heel off terjadi pada saat heel kaki kanan meninggi atau mulai

meninggalkan landasan dan dilanjutkan sampai dengan heel dari kaki kiri mengenai

landasan, seperti ditunjukkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Gerakan kaki pada fase heel off Sumber : Whittle, 2006

5. Toe Off

Fase toe off dimulai dengan fase initial contact oleh kaki kiri dan kaki kanan

berada pada posisi meninggalkan landasan untuk melakukan periode mengayun,

seperti ditunjukkan pada gambar 2.6.


commit to user

II-4

Gambar 2.6 Gerakan kaki pada fase toe off Sumber : Whittle, 2006

2.2 GRF (Ground Reaction Force)

Ground reaction force pada fase stance mempunyai pola seperti grafik pada

gambar 2.7. Grafik tersebut mempunyai 2 puncak yang dipisahkan oleh satu lembah.

Gambar 2.7 Grafik Ground Reaction Force

Sumber : Robert van Deursen, 2012

Pada gambar 2.7, F1 terjadi pada awal mid stance sebagai respon untuk penerimaan

berat tubuh selama loading respon. Saat F1, pusat massa tubuh menurun secara cepat

yang menimbulkan percepatan pada berat tubuh. Pada akhir mid stance,pusat massa

tubuh beralih kesatu kaki yang lain dalam posisi mengayun. Puncak kedua (F3), pada

akhir terminal stance, mengindikasikan pusat massa tubuh mengalami percepatan ke

F1 F2

F3


commit to user

II-5

bawah. Keadaan tersebut dapat dijelaskan secara matematis dengan 2 persamaan

dibawah ini:

F-W= m.a .................................................................... (2.1)

W= m.g .................................................................... (2.2)

F merupakan gaya reaksi tanah, W merupakan berat tubuh, m merupakan massa

dari subjek, g merupakan konstanta gravitasi, dan a merupakan percepatan vertikal.

Jika kedua persamaan tersebut digabungkan akan didapat persamaan

F= m(g+a) ............................................................. (2.3)

Karena m dan g bernilai tetap, gaya reksi tanah berubah sesuai perubahan

percepatan vertikal. Ketika a=0, gaya reaksi tanah sama dengan berat tubuh. Jika a>0,

gaya reaksi tanah akan meningkat, sebaliknya jika a<0, gaya reaksi tanah menjadi

lebih kecil dari berat tubuh.

2.3 Force Platform

Force platform memungkinkan mengukur total gaya vector dari berbagai

kegiatan selama pergerakan kontak antara kaki dan landasan tenpat perangkat ini

diposisikan.

Gambar 2.8 Model 3d desain force platform


commit to user

II-6

2.3.1 Konstruksi dasar Force Platform

Force platform tersusun dari empat load cell, bagian atas terdapat plat yang

berfungsi sebagai top platform. Pada saat platform ditekan oleh injakan kaki, maka

load cell mengalami regangan dan terjadi perubahan nilai pada resistansinya. Sinyal

keluaran dari load cell sangat kecil sehingga perlu dikondisikan oleh operational

amplifier, selanjutnya dikonversi kerangkaian digital oleh rangkaian analog to digital

converter.

z

Gambar 2.9 Konstruksi dasar Force platform

Adanya konstruksi empat load cell, sebelum masuk rangkaian ADC perlu

sebuah Multiplexer sebagai saklar otomatis (scanner) untuk memilih sinyal masukan

dari keempat transduser. Sinyal digital ini ditransmisikan melalui wireless ke

seperangkat komputer, kemudian ditampilkan dalam layar LCD dalam bentuk angka

atau grafik dan disimpan ke dalam sistem database.

2.3.2 Sistem mekanik Force platform

Sistem mekanik pada force platform terdiri dari plat atas, plat bawah, plat

bawah dan load cell. Secara umum rancangan Force Platform berbentuk segiempat,

sederhana, portable, dan rangkaian elektronik ditempatkan pada bagian konstruksi

Force Platform. Load cell dipasang pada setiap sudut konstruksi rangka dengan

posisi orthogonal. Load cell yang digunakan pada Force platform ini yaitu load cell

Load Cell

Load Cell

Load Cell

Load Cell

Pengkondisian Sinyal




Multiplexer Konversi ke digital Tranmitter

Receiver PC Komputer


commit to user

II-7

L6E dengan kapasitas 100 kg sebanyak 4 buah. Pada Force platform terdapat strain

gage yang terhubung dengan rangkaian jembatan wheatstone. Ketika voltase masuk,

timbul tegangan keluaran yang proposional atau sesuai dengan beban yang

ditimbulkan. Load cell yang digunakan memiliki rated output sebesar 2mV/V dan

excitation voltage sebesar 5 VDC, beban maksimum 100 kg, keluaran dari load cell

ini sebesar 10 mV (diperoleh dari perkalian antara rated output dengan excitation

voltage). Resistansi tegangan dari load cell ini terhitung sangat kecil (10 milivolt ),

sehingga dikeluarkan terlebih dahulu dengan rangkaian amplifier.

Ketika load cell ditekan, load cell mengalami perubahan panjang karena bagian

yang ditekan akan melengkung kebawah. Load cell L6E memiliki dimensi sebagai

berikut:

Lebar (b) =0.035 m

Tiggi (h) =0.04 m

l =0.117 m

Modulus elastistas dari bahan load cell, E=70 x 10� N/ m�

Momen inersia bidang kontak, I =12

. 3hb

=12

)04.0.(035.0 3mm

= 1,8667 x 10-7

m4

Jika mendapat tekanan sebesar 1000 N, maka defleksi maksimumnya dapat

dihitung sebagai berikut:

γ =lE

ip

.

. 3

=( )

4729

3

108667,1/1070

117,01000

mmN

mN−×⋅×

⋅

= 1.2257 x 10-7

m4

Jadi defleksi maksimum load cell jika diberi tekanan 1000 N sebesar

1.2257x10-7

m4 atau sama dengan 0,1257 m.


commit to user

2.4 Desain Tangga Pada Fasilitas Rumah, Gedung, Dan

Model tangga baik untuk fasilitas

karakteristik konstruksi berbeda. Perbedaan utama ter

kemiringan yang mempengaruhi bent

konstruksi tangga untuk fasilitas

1. Tangga pada fasilitas gedung.

Desain tangga pada fasilitas gedung

lurus. Tangga ini menerus dari bawah ke

terkadang ditengah terdapat

membutuhkan ruang tangga yang panjang dengan

horizontal. Desain pada fasilitas gedung yang

ini dibangun pada ketinggian tertentu dengan berbelok arah (atau seperti membentuk

huruf L) karena panjang tangga tidak memungkinkan untuk di

model I. Desain tangga fasilitas gedung yang terakhir adalah desain tangga U.

Desain tangga ini paling umum digunakan oleh gedung bertingkat tinggi yang

memiliki tingkatan lantai sampai di

hanya saja tangga model ini pada ketinggian tertentu tidak hanya berbelok arah tapi

berbalik arah dari arah datang

Gambar 2.10

2. Tangga pada fasilitas

Desain tangga fasilitas rumah tinggal yang pertama adalah tangga bercabang.

Desain ini 2 cabang pada ujung tangga dan berbentuk mirip huruf ‘Y’ dengan

sebagai pusat tangga. Model tangga seperti ini

jenis ini memakan ruang yang cukup luas bahkan sangat luas untuk menampilkan

II-8

Desain Tangga Pada Fasilitas Rumah, Gedung, Dan Outdoor

Model tangga baik untuk fasilitas indoor maupun outdoor

karakteristik konstruksi berbeda. Perbedaan utama terdapat pada letak dan ukuran

kemiringan yang mempengaruhi bentuk postur pengguna tangga. P

konstruksi tangga untuk fasilitas indoor maupun outdoor terdiri dari 3 macam, yaitu:

Tangga pada fasilitas gedung.

Desain tangga pada fasilitas gedung yang pertama adalah model I

. Tangga ini menerus dari bawah ke atas dalam satu arah tanpa berbelok dan

terkadang ditengah terdapat bordes sebagai area transisi atau istirahat. Tangga lurus

hkan ruang tangga yang panjang dengan tempat yang lebih banyak secara

. Desain pada fasilitas gedung yang kedua adalah desain tangga L.


huruf L) karena panjang tangga tidak memungkinkan untuk dibuat lurus seperti



memiliki tingkatan lantai sampai di atas 10. Hampir sama dengan tangga model L,

ya saja tangga model ini pada ketinggian tertentu tidak hanya berbelok arah tapi

berbalik arah dari arah datang (Afridjal, 2010).

Gambar 2.10 Desain tangga fasilitas gedung Sumber: Afridjal, 2010

asilitas rumah tinggal.


Desain ini 2 cabang pada ujung tangga dan berbentuk mirip huruf ‘Y’ dengan

sebagai pusat tangga. Model tangga seperti ini terdapat pada rumah

ruang yang cukup luas bahkan sangat luas untuk menampilkan

outdoor memiliki

pada letak dan ukuran

uk postur pengguna tangga. Perbedaan

terdiri dari 3 macam, yaitu:

model I atau tangga

atas dalam satu arah tanpa berbelok dan

sebagai area transisi atau istirahat. Tangga lurus

tempat yang lebih banyak secara

adalah desain tangga L. Tangga


buat lurus seperti



atas 10. Hampir sama dengan tangga model L,

ya saja tangga model ini pada ketinggian tertentu tidak hanya berbelok arah tapi


Desain ini 2 cabang pada ujung tangga dan berbentuk mirip huruf ‘Y’ dengan bordes

besar. Tangga

ruang yang cukup luas bahkan sangat luas untuk menampilkan


commit to user

II-9

kesan megah dan mewah dengan alur naik dari bawah kemudian pada area peralihan

atau bordes, arah tangga berikutnya bercabang ke kiri dan ke kanan. Desain pada

fasilitas rumah tinggal yang kedua adalah desain tangga melingkar. Jenis tangga ini

merupakan desain yang paling mewah dengan bentuknya artistik karena

kelengkungannya menciptakan keindahan ruang. Desain ini digunakan pada rumah

yang luas dan memiliki atap yang tinggi.

Desain tangga melingkar lebih cocok untuk model rumah tipe klasik meskipun

tidak menutup kemungkinan untuk yang diterapkan pada rumah minimalis. Desain

tangga pada fasilitas rumah tinggal yang terakhir adalah model tangga putar. Tangga

putar ini kadang ada yang menyebutnya tangga spiral dan desain tangga yang paling

hemat tempat karena hanya membutuhkan area tidak lebih dari 1,5mx1,5m. Desain

tangga jenis spiral digunakan sebagai tangga menuju loteng atau tempat jemuran dan

penempatannya terkadang berada di luar ruangan. Bahan material pembuat tangga ini

terbuat dari besi karena relatif mudah untuk dibuat melengkung atau spiral dengan

lebar rata-rata anak tangga horizontal adalah 60 cm sedangkan tinggi injakan anak

tangga biasanya lebih tinggi dari tangga lain yaitu rata-rata 25 cm (Afridjal, 2006).

Gambar 2.11 Desain tangga fasilitas rumah tinggal Sumber: Afridjal, 2006

3. Tangga pada fasilitas out door.

Konstruksi tangga yang digunakan untuk fasilitas out door adalah 270-28

0 dengan

luas tangga digunakan sebuah patokan yang mencakup seluruh dunia 60 cm (1orang),

80 cm (1-2 orang), dan 100 cm (2 orang). Sudut kemiringan tangga ini sangat kecil

karena penggunaan dan letak tangga ini tidak mempertimbangkan ruang sehingga

pengguna dengan mudah dan nyaman ketika menaiki dan menuruni tangga. Model

tangga pada fasilitas out door dapat dilihat pada gambar 2.12.


commit to user

II-10

Gambar 2.12 Model desain tangga fasilitas outdoor Sumber: Neufert, 1996

Tangga ini digunakan pada area rekreasi alam dan bangunan umum untuk lalu

lintas. Tangga dengan kemiringan rendah ini membuat postur bagian atas pengguna

tidak akan membungkuk ketika naik maupun turun karena kemiringan tangga rendah.

Sketsa postur pengguna tangga pada kemiringan tangga 270-28

0 memiliki anak tangga

yang tidak terlalu tinggi sehingga memudahkan pengguna tangga ketika menaiki dan

menuruni tangga.

2.5 Identifikasi Desain Tangga

Tangga merupakan jalur yang mempunyai undak-undak menghubungkan satu

lantai dengan lantai diatasnya dan mempunyai fungsi sebagai jalan untuk naik dan

turun antara lantai tingkat (Bochari, 2009). Pada bagian identifikasi desain tangga ini

berisi tentang susunan dan bentuk tangga serta penentuan desain tangga, yaitu:

1. Susunan dan Bentuk Tangga.

Tangga memiliki bentuk yang dirancang sesuai dengan kebutuhan pengguna.

Bentuk dasar tangga terdiri dari elemen utama, yaitu:

a. Pondasi tangga, digunakan sebagai dasar tumpuan (landasan) agar tangga tidak

mengalami penurunan, pergeseran.

b. Ibu tangga, merupakan bagian dari tangga sebagai konstruksi pokok yang

berfungsi untuk mendukung anak tangga.

c. Anak tangga, berfungsi sebagai bertumpunya telapak kaki, jaraknya dibuat sama

supaya ketika kaki melangkah menjadi nyaman.

d. Pagar tangga atau reilling tangga merupakan bagian dari struktur tangga sebagai

pelindung yang diletakkan disamping sisi tangga


commit to user

II-11

e. Pegangan tangga atau balluster, merupakan batang yang di pasang sepanjang anak

tangga untuk bertumpunya tangan agar proses turun naik tangga menjadi aman.

f. Bordes, merupakan pelat datar diantara anak-anak tangga sebagai tempat

beristirahat sejenak.

Gambar 2.13 Struktur tangga Sumber: Bochari, 2009

2. Penentuan Desain Tangga.

Berdasarkan Standar Internasional, seperti tertuang pada buku The Handbook of

Building Type, Neufect Architect Data New International Edition, terdapat pula

beberapa hal yang akan menentukan desain tangga, yaitu:

a. Gradien.

Gradien merupakan tingkat ketegakan tangga yang dihitung berdasarkan

perbandingan antara sisi tegak/tinggi dibagi sisi mendatarnya dikalikan 100 dengan

satuannya adalah % (persen). Semakin besar persentase gradien semakin curam

tangga tersebut. Hal ini bisa didesain dengan menambah sisi tinggi ataupun

mengurangi sisi mendatarnya. Transformasi persentase gradien terhadap visual

ketegakan tangga seperti pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Transformasi Persentasi Gradien

Gradien Kemiringan Visual Tangga

10%-36% 60-20

0 Lantai miring

36%-44% 200-24

0 Tangga landai

44%-100% 240-45

0 Tangga biasa

100%-370% 450-75

0 Tangga curam

>370% 750-90

0 Tangga naik vertikal

Sumber: Fa’izin, 2009


commit to user

II-12

b. Densitas.

Densitas merupakan tingkat kepadatan pengguna ruang tangga dan juga

merupakan standar maksimal agar pengguna dapat bergerak bebas sesuai kecepatan

optimal alamiah yang dimiliki setiap orang. Standar densitas maksimal tangga adalah

0,3 orang/m2 atau 3,3 m

2/orang dan bila melebihi angka tersebut maka kecepatan

gerakan akan menurun (Fa’izin, 2009).

c. Bordes dan Jumlah Anak Tangga.

Jumlah anak tangga ideal bagi kenyamanan serta keamanan sebuah tangga

sekitar 12 – 14 anak tangga per segmen dan bila dalam satu segmen jumlah anak

tangga melebihi jumlah tersebut tanpa adanya jeda maka pemakai tangga dapat

merasakan kelelahan yang berlebihan dan bahkan dapat menimbulkan gangguan

kesehatan serta keselamatan. Secara internasional jumlah maksimal anak tangga juga

sebagai petunjuk akan adanya rest area bagi pengguna yang memiliki cacat mata/buta

dan dengan adanya jeda antar segmen ini dibuat bordes sebagai rest area.

Bordes bagi pengguna tangga dapat dimanfaatkan sebagai tempat istirahat

sejenak untuk mengendurkan otot saat naik/turun tangga. Bordes berupa bidang datar

yang luas sepanjang 120 cm dengan lebar sesuai lebar tangga. Bordes ini dapat

didesain sebagai tempat maneuver tangga, baik berbelok, berbalik arah, ataupun arah

lurus. Bordes harus didesain untuk membagi jumlah anak tangga sedemikian rupa

sehingga sama di setiap segmennya. Misalnya, segmen pertama terdiri dari 13 anak

tangga, maka segmen berikutnya harus berjumlah sama agar tercapai tingkat

kenyamanan dan keamanan maksimal (Fa’izin, 2009).

2.6 Bentuk Postur Tubuh Pada Pengguna Tangga

Secara alami ketika melakukan aktivitas naik turun tangga tentunya bentuk

postur tubuh berubah menyesuaikan kondisi bentuk fisik tangga. Terdapat 3 aspek

yang mempengaruhi bentuk postur tubuh saat naik turun tangga, yaitu:

1. Bentuk postur terhadap sudut ayunan kaki.

Fase pada saat naik turun tangga sama halnya dengan fase berjalan, perbedanya

bentuk postur tubuh pengguna tangga cenderung membungkuk pada saat naik

maupun turun tangga karena momen fleksi yang dihasilkan lebih besar daripada saat


commit to user

II-13

berjalan. Gerakan naik turun tangga terbagi menjadi 2 fase, yaitu fase ketika kaki

menyentuh tanah (stance) dan fase ketika kaki mengayun (swing).

Gambar 2.14 Bentuk postur terhadap ayunan kaki Sumber: Alison dkk., 2010

Bentuk postur tubuh menyesuaikan ayunan kaki ketika melakukan naik turun

tangga. Postur tubuh berubah sesuai sudut yang dibentuk oleh hip, knee dan ankle.

Fase saat berjalan pada naik turun tangga terdiri dari 5 fase (Vaughan, 1992), yaitu:

a. Heel strike, fase awal dimana salah satu kaki mulai menginjak anak tangga kedua

sehingga anak tangga menerima beban (weight acceptance). Pada fase ini terjadi

gerakan fleksi pada sudut hip, knee dan ankle

b. Loading Response, fase ini merupakan fase dimana kaki pada anak tangga pertama

memberikan dorongan (pull up). Pada fase ini terus terjadi gerakan fleksi sehingga

postur tubuh cenderung membungkuk untuk mengimbangi sudut pada knee yang

mengecil akibat dorongan dari ankle kaki pada anak tangga pertama

c. Mid stance, fase dimana salah satu kaki menginjak pada anak tangga kedua,

sedangkan kaki lainnya mengayun menuju anak tangga ketiga (forward

continuance). Terjadi gerakan ekstensi pada paha untuk mempertahankan tubuh

hingga postur kembali tegak.

d. Heel off, merupakan fase dimana kaki yang semula menginjak anak tangga kedua

menuju anak tangga selanjutnya (foot clearance). Terjadi gerakan fleksi pada

sudut hip, knee dan ankle dikedua kaki

e. Toe Off, merupakan fase akhir dari gerakan naik tangga dimana kaki dari anak

tangga kedua berpindah ke anak tangga ketiga (foot placement).Terjadi gerakan

ekstensi sehingga posisi postur tubuh perlahan kembali ke keadaan semula.


commit to user

II-14

Pada proses gerakan turun tangga, fase yang terbentuk sama halnya dengan fase

ketika naik tangga. Perbedaannya terletak pada fase loading response. Pada fase naik,

loading response terjadi karena terdapat beban pada ankle bagian bawah saat berada

pada anak tangga kedua. Sedangkan pada fase turun, loading response terjadi karena

terdapat beban pada ankle bagian atas saat berada pada anak tangga kedua.

2. Bentuk Postur Terhadap Posisi Paha/pinggul Sebagai Penyeimbang

Aktivitas naik turun tangga menghasilkan kekuatan internal yang timbul ketika

melakukan gerakan antagonis dari kekuatan eksternal yang bekerja sepanjang

pergerakan (ground reaction force). Naik turun tangga membutuhkan kontraksi otot

lebih besar untuk mengendalikan penurunan tubuh daripada berjalan pada umumnya

(Alison dkk., 2010). Lutut dan pergelangan kaki banyak melakukan aktivitas selama

fase naik dan turun tangga, sementara itu paha berfungsi untuk mengontrol gerakan

lateral trunk, dan pelvis (Alison dkk., 2010). Momen fleksi pada paha adalah arah

antagonis pada saat ekstensi untuk mengontrol kesetimbangan trunk, dan pelvis

sehingga bentuk postur tetap tegak.

3. Bentuk Postur Terhadap Engkel Sebagai Pendorong.

Pergelangan kaki pada saat plantar fleksor memberikan kontribusi utama ketika

melakukan aktivitas naik tangga karena selain befungsi mempertahankan posisi tubuh

tegak, juga memberikan dorongan ke tahap anak tangga selanjutnya.

Gambar 2.15 Gerakan engkel saat naik turun tangga Sumber: Alison dkk., 2010

Gambar 2.15 menunjukkan bahwa aktivitas pergelangan kaki pada saat plantar

fleksor memiliki kontribusi utama sebagai pendorong pada saat naik tangga. Semakin


commit to user

II-15

besar sudut yang dibentuk pergelangan kaki, maka semakin besar sudut yang

dibentuk oleh lutut sedangkan sudut yang dibentuk pinggul kecil.

2.7 Analisis Statistik

2.7.1 Pengujian ANOVA

Apabila menggunakan analisis variansi sebagai alat analisa data eksperimen,

maka seharusnya sebelum data diolah, terlebih dahulu dilakukan uji asumsi-asumsi

ANOVA berupa uji normalitas, homogenitas variansi, dan independensi, terhadap

data hasil eksperimen.

1. Uji Normalitas

Pengujian normalitas dapat dilakukan dengan cara membuat gambar normal

plot probability dan gambar histogram dari data residual. Cara ini merupakan cara

yang paling sederhana dan mudah. Data dinyatakan normal apabila hasil dari gambar

normal plot probability menunjukkan data residual membentuk garis lurus atau

mendekati lurus. Sedangkan dengan hasil histogram ditunjukkan dengan adanya

gambar residual yang membentuk lonceng. Uji normalitas dapat dilakukan dengan uji

lilliefors jika data tiap perlakuannya tidak terlalu kecil dari jumlah minimum statistik

yang diperbolehkan yaitu sebanyak 30 sampel

Pemilihan uji lilliefors sebagai alat uji normalitas didasarkan oleh:

a. Uji lilliefors adalah uji kolmogorov-smirnov yang telah dimodifikasi dan secara

khusus berguna untuk melakukan uji normalitas bilamana mean dan variansi tidak

diketahui, tetapi merupakan estimasi dari data (sampel). Uji kolmogorov-smirnov

masih bersifat umum karena berguna untuk membandingkan fungsi distribusi

kumulatif data observasi dari sebuah variabel dengan sebuah distribusi teoritis,

yang mungkin bersifat normal, seragam, poisson, atau exponential.

b. Uji lilliefors sangat tepat digunakan untuk data kontinu dan data tidak disusun

dalam bentuk interval (bentuk frekuensi). Apabila data tidak bersifat seperti di atas

maka uji yang tepat untuk digunakan adalah khi-kuadrat.

Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors adalah sebagai berikut :

a. Urutkan data dari yang terkecil sampai terbesar.

b. Hitung rata-rata (x bar) dan standar deviasi (s) data tersebut.


commit to user

II-16

n

x

x

n

i

i

=∑=1 .......................................................................................... (2.4)

( )

1

2

2

−

−=

∑∑n

n

XX

s ................................................................................ (2.5)

c. Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku (z)

........................................................................................ (2.6)

dimana xi = nilai pengamatan ke-i

= rata-rata

= standar deviasi

d. Dari nilai baku (z), tentukan nilai probabilitasnya P(z) berdasarkan sebaran normal baku,

sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas wilayah di bawah kurva

normal, atau dengan bantuan Ms. Excel dengan function NORMSDIST.

e. Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan cara sebagai berikut :

................................................................................................. (2.7)

f. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(z) dan P(x) yaitu maks | P(z) -

P(x)| , sebagai nilai L hitung.

g. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1

) dan P(z) yaitu maks | P(xi-1

)

- P( ) | maks | P(xi-1

) - P( ) |

Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam beberapa

kali replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan adalah :

H 0: data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal

H1 : data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi normal

Taraf nyata yang dipilih α = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung

> Lα(n).

Apabila

nilai Lhitung

< Ltabel

, maka terima H0

dan simpulkan bahwa data observasi berasal dari

populasi yang berdistribusi normal.


commit to user

II-17

2. Uji homogenitas

Pengujian homogenitas digunakan untuk mengetahui apakah data tiap faktor

yang dieksperimenkan bersifat homogen atau tidak. Prosedur pengukuran uji

homogenitas dapat dilakukan dengan cara membuat plot data residual tiap faktor

yang dieksperimenkan. Dari plot data residual tersebut dapat dilihat apakah data

residual antara satu dengan yang lain dalam suatu faktor tiap levelnya memiliki jarak

yang jauh atau tidak. Data dinyatakan homogen apabila data residual antara satu

dengan yang lain dalam suatu faktor tiap levelnya memiliki jarak yang tidak jauh.

Selain itu juga dapat dilakukan dengan uji lavene, uji ini dilakukan dengan

menggunakan analisis ragam terhadap selisih absolut dari setiap nilai pengamatan

dalam sampel dengan rata-rata sampel yang bersangkutan.

Prosedur uji homogenitas levene adalah sebagai berikut :

a. Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji.

b. Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap level.

c. Hitung nilai-nilai berikut ini :

� Faktor Koreksi (FK) = ( )

n

x2∑

Dimana x i = data hasil pengamatan

i = 1, 2, …, n ( n banyaknya data)

� SS faktor = ( )

∑k

xi

2

Dimana k = banyaknya data pada tiap level

� SS total = ( ) FKyi

−∑ 2

Dimana yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata-ratanya untuk tiap

level

SSeror = SStotal – Ssfaktor .............................................................. (2.11)


commit to user

II-18

Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah daftar

analisis ragam sebagaimana Tabel 2.2 berikut ini.

Tabel 2.2 Skema umum daftar analisis ragam homogenitas

Sumber

Keberagaman

Df SS MS F

Faktor F SS(Faktor) SS(Faktor) / Df MSfaktor / MSeror

Error n-1-f SSe SSe / Df

Total n-1 SStotal

Sumber : Douglas, 1991

d. Hipotesis yang diajukan adalah sebagai berikut :

H0

: σ1

2

= σ2

2

H 1: Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama

e. Taraf nyata yang dipilih adalah α = 0.05

Wilayah kritik : F > Fα(v1 ; v2)

3. Uji independensi

Salah satu upaya mencapai sifat independen adalah dengan melakukan

pengacakan terhadap observasi. Namun demikian, jika masalah acak ini diragukan

maka dapat dilakukan pengujian dengan cara memplot residual versus urutan

pengambilan observasinya. Hasil plot tersebut akan memperlihatkan ada tidaknya

pola tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti ada korelasi antar residual atau error

tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan eksperimen

tidak benar (eksperimen tidak terurut secara acak). Selain itu juga bias dilakukan uji

Durbin-Watson untuk mengetahui apakah data bersifat acak atau tidak.

Langkah-langkah perhitungan uji Durbin-Watson adalah sebagai berikut:

a. Menentukan nilai residual (ei)

b. Hitung nilai Durbin-Watson (d) sebagai berikut:


commit to user

II-19

( )

∑

∑ −−=

n

i

n

i

ii

e

ee

d2

2

1

.................................................................................(2.12)

c. Untuk ukuran sampel tertentu dan banyaknya variabel yang menjelaskan

tertentu, dapatkan nilai kritis dL dan d

U (lihat tabel statistik d dari Durbin-

Watson).

d. Selanjutnya dilakukan analisis apakah data bersifat acak atau tidak.

Jika hipotesis nol (H0) adalah bahwa data tidak ada serial korelasi positif,

maka jika

d < dL : menolak H

0

d > dU : tidak menolak H

0

dL ≤ d ≤ d

U : pengujian tidak meyakinkan

Jika hipotesis nol (H0) adalah bahwa data tidak ada serial korelasi negatif,

maka jika

d > 4-dL : menolak H

0

d < 4-dU : tidak menolak H

0

4- dU ≤ d ≤ 4-d

L : pengujian tidak meyakinkan

Jika hipotesis nol (H0) adalah dua ujung, bahwa tidak ada serial autokorelasi

baik positif maupun negatif, maka jika

d < dL : menolak H

0

d > 4- dL : menolak H

0

dU < d < 4- d

U : tidak menolak H

0

4- dU ≤ d ≤ 4- d

L atau d

L ≤ d ≤ d

U : pengujian tidak meyakinkan.


commit to user

II-20

2.7.2 Pengujian Student Newman Keuls

Pengujian ANOVA hanya memberikan keputusan mengenai berpengaruh atau

tidaknya suatu faktor terhadap variabel respon. Langkah selanjutnya setelah

pengujian ANOVA adalah membandingkan hasil eksperimen antar treatment untuk

melihat level mana yang memberikan sumbangan paling baik pada variabel respon.

Salah satu pengujian setelah ANOVA untuk membandingkan beberapa level dengan

data yang seimbang adalah pengujian Student Newman Keuls. Langkah-langkah

pengujian Student Newman Keuls menurut Douglas (1991) adalah sebagai berikut:

1. Urutkan nilai rata-rata setiap level dari yang terkecil hingga terbesar.

2. Lihat Tabel ANOVA untuk menentukan nilai MSerror

dan df.

3. Hitung standar error untuk mean dengan rumus

4. Lihat tabel studentized range table untuk melihat range signifikan pada nilai α

yang diinginkan, gunakan n 2yaitu nilai df

error dan ambil nilai p = 2, 3, …, k dan

daftar nilai range signifikan untuk k – 1.

5. Hitung LSR (Least Sisgnificance Range) dengan rumus LSR = SY.j

* range

signifikan.

6. Bandingkan range observasi antar mean, dimulai dengan membandingkan yang

paling besar dengan yang paling kecil, dilanjutkan dengan membandingkan mean

yang paling besar dengan yang paling kecil kedua dan seterusnya.

7. Bandingkan selisih mean dengan nilai LSR, jika selisih mean > LSR maka mean

berbeda secara signifikan.


commit to user

III-1

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai metodologi penelitian, yaitu tahapan-

tahapan dalam proses penelitian. Metodologi penelitian ini digunakan sebagai

pedoman dalam melaksanakan penelitian, agar hasil yang dicapai tidak

menyimpang dari tujuan yang telah ditetapkan.

Gambar 3.1 Metodologi Penelitian

Identifikasi Masalah

Pengumpulan Data


commit to user

III-2

Pengambilan data

Ground Reaction Force

A

Pengumpulan data

Ground Reaction Force

Data primer

Penentuan waktu dan

tempat penelitian

Pengumpulan dan

perancangan tangga

eksperimen

Identifikasi tangga secara

umum

B

Gambar 3.2 Metodologi Penelitian ( lanjutan )


commit to user

III-3

Gambar 3.3 Metodologi Penelitian ( lanjutan )

Pada Gambar 3.1 ditunjukkan langkah-langkah penelitian mengenai analisis

faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan nilai ground reaction force (GRF)

pada orang normal dalam keadaan berjalan di atas anak tangga dengan tingkat

kemiringan yang berbeda-beda.

Pengolahan Data


commit to user

III-4

3.1 IDENTIFIKASI MASALAH

Pendahuluan merupakan awal dalam penelitian. Pada tahap ini terdiri dari

latar belakang, perumusan masalah, menentukan tujuan dan manfaat, studi

pustaka, dan studi lapangan, yang diuraikan, sebagai berikut:

1. Latar belakang,

Manusia bergerak di atas tanah dengan berbagai gerakan seperti berjalan,

berlari, atau berdiri menciptakan tantangan utama bagi sistem kontrol

keseimbangan tubuh. Akan tetapi dengan berat manusia yang semakin

bertambah sangat penting bagi kita dalam menjaga kestabilan gerakan berjalan.

Cedera yang disebabkan jatuh dengan berat badan berlebih merupakan salah

satu faktor utama yang dihadapai oleh manusia.




keseimbangannya seiring dengan bertambahnya berat badan. Sendi lutut

merupakan anggota tubuh yang secara terus menerus mengalami tekanan.

Ketika naik tangga maka beban pada sendi lutut lebih kecil daripada turun

tangga. Saat naik tangga tekanan akan meningkat hingga 3 kali dan saat turun

tangga tekanan yang dialami sendi lutut mencapai 5 kali dari berat tubuh yang

disebabkan karena gaya grativasi. Itu sanagt bermasalah bagi seseorang yang

memilik berat badan berlebih.

2. Perumusan masalah,

Perumusan masalah pada penelitian ini adalah memberi usulan perbaikan

model tangga agar proses aktivitas naik dan turun tangga menjadi aman dan

nyaman.

3. Penentuan tujuan dan manfaat penelitian,

Tujuan dari penelitian ini yaitu :

a. Mengetahui pengaruh kemiringan model tangga terhadap perubahan nilai

pada ground reaction force.

b. Mengetahui pengaruh gerakan naik turun tangga terhadap perubahan nilai

pada ground reaction force.


commit to user

III-5

c. Mengetahui pengaruh berat badan terhadap perubahan nilai pada ground

reaction force.

4. Studi lapangan,

Sebelum dilakukan penelitian, peneliti memahami kinerja alat pengukur gaya

(force platform) yang memiliki kemampuan mentranfer data ke media

penyimpanan tanpa kabel (melalui gelombang frekuensi radio) dan alat

pengukur sudut (goniometer) yang memiliki kemampuan yang sama, semua

studi lapangan dilakukan di laboratorium Perencanaan dan Perancangan

Produksi, Teknik Industri, Universitas Sebelas Maret.

5. Studi literatur,

Sebelum dilakukan penelitian, peneliti melakukan studi literatur berupa

pengkajian ground reaction force, konsep mekanisme gerakan saat naik turun

tangga dan lain-lain melalui jurnal-jurnal internasional, tugas akhir angkatan

atas dan artikel-artikel yang mendukung kajian. Setelah itu dilakukan

pengkajian metode yang mendukung teknik pengolahan data yang didapat dari

referensi sumber-sumber buku teknik industri beserta artikel-artikel ilmiah

lainnya.

3.2 PENGUMPULAN DATA

Pada tahap ini dilakukan proses pengumpulan data dari kegiatan eksperimen

yang melibatkan aktivitas responden yang melakukan gerakan naik turun tangga.

Proses pengumpulan data ini akan diuraikan sebagai berukut:

3.2.1 Identifikasi Tangga Secara Umum

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data referensi mengenai tipe-tipe

tangga secara umum. Tangga secara umum dibagi menjadi 3 macam yaitu tangga

pada fasilitas gedung, tangga pada rumah tinggal dan tangga pada fasilitas

outdoor. Informasi yang diambil dari tipe tangga secara umum adalah tingkat

kemiringan tangga (Afridjal, 2010). Data tersebut dikumpulkan sebagai acuan

dalam perancangan tangga yang akan digunakan sebagai eksperimen biomekanika.

3.2.2 Pengambilan Data Anthropometri Eksperimen Biomekanika

Pengambilan data antropometri masing-masing responden dilakukan secara

insidental. Responden yang diambil sebagai sampel dalam penelitian ini sejumlah

12 orang yang terdiri dari 6 laki-laki dan 6 perempuan. Responden berasal dari


commit to user

III-6

mahasiswa dengan latar belakang yang sama sehingga memiliki bentuk postur

biasa yang relatif sama.

3.2.3 Pengumpulan dan Pembuatan Tangga Eksperimen

Pada tahap ini dilakukan proses desain dan pembuatan tangga eksperimen.

Proses desain awal menggunakan software solidwork 2011, sedangkan

pembuatannya menggunakan bahan kayu multiplex. Desain ini merupakan tahap

lanjutan dari tahap kajian mengenai rancangan tangga secara umum yang telah

dipilih menjadi acuan dalam pembuatan tangga eksperimen.

Proses pemilihan referensi tangga secara umum sebagai acuan dasar pembuatan

tangga eksperimen, sebagai berikut:

Gambar 3.4 Proses Pemilihan Referensi Tangga Konvensional

Pemilihan kemiringan tangga sebagai acuan perancangan tangga eksperimen

memiliki kemiringan 18,440

≈ 180 ( tangga model 1), 22,89

0 ≈ 22

0 (tangga model

2) dan 27,070 ≈ 27

0 ( tangga model 3 ), sedangkan lebar bordes dan lebar pijakan

diukur menyesuaikan anthropometri responden.

3.2.4 Penentuan Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada hari sabtu tanggal 11 Februari 2012 di

Laboratorium Sistem Produksi, Teknik Industri, Universitas Sebelas Maret.


commit to user

III-7

3.2.5 Pengambilan Data Eksperimen

Data Ground Reaction Force diambil dari 6 subjek laki laki dan 6 subjek

perempuan. Pada saat eksperimen kondisi fisik responden dalam keadaan sehat.

Pengambilan data dilakukan dengan 2 tahap, tahap pertama adalah pengambilan

data GRF (Ground Reaction Force) dengan menggunakan force platform, tahap

kedua adalah pengambilan sudut dengan menggunakan goniometer. Skema

penyajian sistem kerja dalam eksperimen pengujian biomekanika pada subjek

yang berjalan naik dan turun tangga disajikan pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Skema sistem kerja eksperimen biomekanika

Eksperimen biomekanika dilakukan secara digital menggunakan force

platform dan goniometer. Force platform berfungsi sebagai alat pencatat ground

reaction force yang diletakkan pada anak tangga kedua, sedangkan goniometer

berfungsi sebagai alat pencatat sudut pada saat naik dan turun tangga yang

dilengkapi dengan marker set pada sudut hip, knee dan ankle. Keterangan dari

gambar 3.5, sebagai berikut:

A : Receiver gelombang radio frekuensi dari pemancar gelombang goniometer.

B : Receiver gelombang radio frekuensi dari pemancar gelombang force platform.

C : Laptop sebagai media penyimpanan data goniometer dan ground reaction

force.

D : Force platform dengan alat pemancar gelombang frekuensi radio.

E : Tangga eksperimen biomekanika.

F : Pemancar gelombang dari data goniometer.

G : Goniometer dengan beberapa marker set

H


commit to user

III-8

H : Video kamera.

Proses pengambilan data ground reaction force dan data sudut segmen

tubuh dilakukan secara urut, sehingga data yang diperoleh selama eksperimen

akurat dan terintegrasi.

Pengambilan data ground reaction force dan data sudut segmen tubuh

mengikuti prosedur yang telah ditetapkan sebelum eksperimen. Pada tahap

pengambilan data ground reaction force, prosedur eksperimen biomekanika yang

dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Force platform diletakkan pada anak tangga kedua.

2. Subjek (responden) melakukan gerakan naik tangga dengan cara ketika salah

satu kaki subjek berada pada anak tangga pertama, maka kaki lainnya berada

pada anak tangga selanjutnya (tidak bersamaan dalam satu anak tangga).

3. Saat subjek berada pada anak tangga ke-3, subjek berhenti sejenak selama 5

detik dengan kedua kaki bersama-sama pada anak tangga ke-3.

4. Kemudian subjek membalikkan badan untuk melakukan gerakan turun tangga

dengan fase berjalan sama seperti fase naik.

5. Data GRF yang keluar dari force platform terekam langsung di media

penyimpanan (laptop).

6. Semua subjek melakukan gerakan naik dan turun tangga pada kemiringan

tangga tertentu dengan 3 kali pengulangan.

7. Setiap jeda pengulangan, responden diharuskan istirahat 1 menit agar tidak

kelelahan.

8. Sebelum subjek berpindah ke tangga selanjutnya (kemiringan berbeda),

subjek diharuskan istirahat selama 3 menit untuk melakukan aktivitas yang

sama seperti pada tangga sebelumnya.

9. Kegiatan tersebut dilakukan dengan 3 model tangga yang tersedia.

Pada tahap pengambilan data sudut, setiap subjek melakukan sekali gerakan

naik dan turun tangga (tanpa ada pengulangan). Sudut segmen tubuh yang

terekam goniometer dimulai dari titik 0-3600. Prosedur eksperimen biomekanika

pada tahap pengambilan data segmen tubuh, sebagai berikut:

1. Goniometer dan marker set dipasang pada ankle, hip dan knee responden

yang akan melakukan percobaan.


commit to user

III-9

2. Subjek (responden) melakukan gerakan naik tangga dengan cara ketika salah

satu kaki subjek berada pada anak tangga pertama, maka kaki lainnya berada

pada anak tangga selanjutnya (tidak bersamaan dalam satu anak tangga).

3. Saat subjek berada pada anak tangga ke-3, subjek langsung membalikkan

badan tanpa istirahat untuk melakukan gerakan turun tangga dengan fase

berjalan sama seperti fase naik.

4. Data segmen tubuh yang keluar dari goniometer tersimpan langsung pada

laptop.

5. Selanjutnya subjek berpindah ke tangga lainnya(kemiringan berbeda) dengan

melakukan aktivitas yang sama seperti pada tangga sebelumnya.

Setiap pergerakan subjek ketika naik dan turun tangga direkam oleh sebuah video

kamera untuk analisa fase gerakan.

3.2.6 Interpretasi Pengumpulan Data Ground Reaction Force

Output dari force platform berupa data ground reaction force. Ground

reaction force merupakan gaya yang dihasilkan dari akumulasi gaya yang

diterima oleh masing-masing load cell pada force platform. Pada penelitian ini,

data diperoleh dari 12 responden laki-laki dan perempuan saat melakukan

aktivitas naik maupun turun tangga.

Interpretasi data ground reaction force yang dilakukan yaitu menafsirkan

grafik ground reaction force saat naik maupun turun tangga sekaligus faktor-

faktor yang terlibat dari aktivitas gerakan tersebut seperti model tangga, gerakan

naik-tangga, dan berat badan. Beberapa aktivitas gerakan bawah kaki ketika naik

dan turun tangga membentuk 3 fase peak to peak yaitu fase loading response, fase

mid stance dan fase push off yang mengakibatkan terbentuknya 2 puncak dan 1

lembah pada grafik ground reaction force. Fase-fase ini digunakan sebagai input

dalam pengolahan data ground reaction force.

3.3 PENGOLAHAN DATA

3.3.1 Pengujian ANOVA

Apabila menggunakan analisis variansi sebagai alat analisa data eksperimen,

maka seharusnya sebelum data diolah, terlebih dahulu dilakukan uji asumsi-

asumsi ANOVA berupa uji normalitas, homogenitas variansi, dan independensi,

terhadap data hasil eksperimen.


commit to user

III-10

1. Uji Normalitas

Pengujian normalitas dapat dilakukan dengan cara membuat gambar normal

plot probability dan gambar histogram dari data residual. Cara ini merupakan cara

yang paling sederhana dan mudah. Data dinyatakan normal apabila hasil dari

gambar normal plot probability menunjukkan data residual membentuk garis

lurus atau mendekati lurus. Sedangkan dengan hasil histogram ditunjukkan

dengan adanya gambar residual yang membentuk lonceng. Uji normalitas dapat

dilakukan dengan uji lilliefors jika data tiap perlakuannya tidak terlalu kecil dari

jumlah minimum statistik yang diperbolehkan yaitu sebanyak 30 sampel

Pemilihan uji lilliefors sebagai alat uji normalitas didasarkan oleh:

a. Uji lilliefors adalah uji kolmogorov-smirnov yang telah dimodifikasi dan secara

khusus berguna untuk melakukan uji normalitas bilamana mean dan variansi

tidak diketahui, tetapi merupakan estimasi dari data (sampel). Uji kolmogorov-

smirnov masih bersifat umum karena berguna untuk membandingkan fungsi

distribusi kumulatif data observasi dari sebuah variabel dengan sebuah

distribusi teoritis, yang mungkin bersifat normal, seragam, poisson, atau

exponential.

b. Uji lilliefors sangat tepat digunakan untuk data kontinu dan data tidak disusun

dalam bentuk interval (bentuk frekuensi). Apabila data tidak bersifat seperti di

atas maka uji yang tepat untuk digunakan adalah khi-kuadrat. (Douglas, 1991).

Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors adalah sebagai berikut :

a. Urutkan data dari yang terkecil sampai terbesar.

b. Hitung rata-rata (x bar) dan standar deviasi (s) data tersebut.

n

x

x

n

i

i

=∑=1 ....................................................................................... (3.1)

( )

1

2

2

−

−=

∑∑n

n

XX

s ....................................................................... (3.2)

c. Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku (z)

...................................................................................... (3.3)



commit to user

III-11

= rata-rata

= standar deviasi

d. Dari nilai baku (z), tentukan nilai probabilitasnya P(z) berdasarkan sebaran

normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas

wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms. Excel dengan

function NORMSDIST.

e. Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan cara sebagai

berikut :

...................................................................................... (3.4)

f. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(z) dan P(x) yaitu maks | P(z) -

P(x)| , sebagai nilai L hitung.


) dan P(z) yaitu maks |

P(xi-1

) - P( ) | maks | P(xi-1

) - P( ) |

Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam

beberapa kali replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan adalah :

H 0: data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal

H1 : data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi normal

Taraf nyata yang dipilih α = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung

> Lα(n).

Apabila nilai Lhitung

< Ltabel

, maka terima H0

dan simpulkan bahwa data observasi

berasal dari populasi yang berdistribusi normal.

2. Uji homogenitas

Pengujian homogenitas digunakan untuk mengetahui apakah data tiap faktor

yang dieksperimenkan bersifat homogen atau tidak. Prosedur pengukuran uji

homogenitas dapat dilakukan dengan cara membuat plot data residual tiap faktor

yang dieksperimenkan. Dari plot data residual tersebut dapat dilihat apakah data

residual antara satu dengan yang lain dalam suatu faktor tiap levelnya memiliki

jarak yang jauh atau tidak. Data dinyatakan homogen apabila data residual antara

satu dengan yang lain dalam suatu faktor tiap levelnya memiliki jarak yang tidak

jauh. Selain itu juga dapat dilakukan dengan uji lavene, uji ini dilakukan dengan


commit to user

III-12

menggunakan analisis ragam terhadap selisih absolut dari setiap nilai pengamatan

dalam sampel dengan rata-rata sampel yang bersangkutan.

Prosedur uji homogenitas levene adalah sebagai berikut :

a. Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji.

b. Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap level.

c. Hitung nilai-nilai berikut ini :

Faktor Koreksi (FK)= ( )

n

x2∑ ................................................................. (3.5)

Dimana x i = data hasil pengamatan

i = 1, 2, …, n ( n banyaknya data)

SS faktor = ( )

∑k

xi

2

............................................................................ (3.6)

Dimana k = banyaknya data pada tiap level

SS total = ( ) FKyi

−∑ 2 .......................................................................... (3.7)

Dimana yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata-ratanya untuk

tiap level

SSeror = SStotal – Ssfaktor .................................................................... (3.8)

Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah daftar

analisis ragam sebagaimana Tabel 3.1 berikut ini.

Tabel 3.1 Skema umum daftar analisis ragam homogenitas

Sumber Keberagaman Df SS MS F

Faktor F SS(Faktor) SS(Faktor) / Df MSfaktor / MSeror

Error n-1-f SSe SSe / Df

Total n-1 SStotal

Sumber : Douglas, 1991

d. Hipotesis yang diajukan adalah sebagai berikut :

H0

: σ1

2

= σ2

2

H 1: Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama

e. Taraf nyata yang dipilih adalah α = 0.05

Wilayah kritik : F > Fα(v1 ; v2)


commit to user

III-13

3. Uji independensi

Salah satu upaya mencapai sifat independen adalah dengan melakukan

pengacakan terhadap observasi. Namun demikian, jika masalah acak ini diragukan

maka dapat dilakukan pengujian dengan cara memplot residual versus urutan

pengambilan observasinya. Hasil plot tersebut akan memperlihatkan ada tidaknya

pola tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti ada korelasi antar residual atau error

tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan

eksperimen tidak benar (eksperimen tidak terurut secara acak). Selain itu juga bias

dilakukan uji Durbin-Watson untuk mengetahui apakah data bersifat acak atau

tidak.

Langkah-langkah perhitungan uji Durbin-Watson adalah sebagai berikut:

a. Menentukan nilai residual (ei)

b. Hitung nilai Durbin-Watson (d) sebagai berikut:

( )

∑

∑ −−=

n

i

n

i

ii

e

ee

d2

2

1

.............................................................................. (3.9)

c. Untuk ukuran sampel tertentu dan banyaknya variabel yang menjelaskan



Watson).

d. Selanjutnya dilakukan analisis apakah data bersifat acak atau tidak.


maka jika

d < dL : menolak H

0


0

dL ≤ d ≤ d



maka jika


0


0


commit to user

III-14

4- dU ≤ d ≤ 4-d


Jika hipotesis nol (H0) adalah dua ujung, bahwa tidak ada serial

autokorelasi baik positif maupun negatif, maka jika

d < dL : menolak H

0


0

dU < d < 4- d

U : tidak menolak H

0

4- dU ≤ d ≤ 4- d

L atau d

L ≤ d ≤ d


3.3.2 Pengujian Student Newman Keuls

Pengujian ANOVA hanya memberikan keputusan mengenai berpengaruh

atau tidaknya suatu faktor terhadap variabel respon. Langkah selanjutnya setelah

pengujian ANOVA adalah membandingkan hasil eksperimen antar treatment

untuk melihat level mana yang memberikan sumbangan paling baik pada variabel

respon. Salah satu pengujian setelah ANOVA untuk membandingkan beberapa el

dengan data yang seimbang adalah pengujian Student Newman Keuls. kah-

langkah pengujian Student Newman Keuls menurut Douglas (1991) adalah

sebagai berikut:

1. Urutkan nilai rata-rata setiap level dari yang terkecil hingga terbesar.

2. Lihat Tabel ANOVA untuk menentukan nilai MSerror

dan df.

3. Hitung standar error untuk mean dengan rumus

..................................................... (3.10)

4. Lihat tabel studentized range table untuk melihat range signifikan pada nilai α

yang diinginkan, gunakan n 2yaitu nilai df

error dan ambil nilai p = 2, 3, …, k dan

daftar nilai range signifikan untuk k – 1.

5. Hitung LSR (Least Sisgnificance Range) dengan rumus LSR = SY.j

* range

signifikan.

6. Bandingkan range observasi antar mean, dimulai dengan membandingkan yang

paling besar dengan yang paling kecil, dilanjutkan dengan membandingkan

mean yang paling besar dengan yang paling kecil kedua dan seterusnya.


commit to user

III-15

7. Bandingkan selisih mean dengan nilai LSR, jika selisih mean > LSR maka

mean berbeda secara signifikan.

3.4 Analisis dan Interpretasi Hasil

Pada tahapan ini dilakukan analisis terhadap hasil pengolahan data.

Analisis dilakukan untuk mengetahui nilai-nilai ground reaction force yang

optimal beserta aspek keseimbangan lainnya sehingga dapat diketahui dampak

positif dari perbaikan perancangan kemiringan tangga.

3.5 Kesimpulan dan Saran

Merupakan tahap terakhir dari penelitian yang berisi kesimpulan secara

keseluruhan dari analisis optimalisasi biomekanika sehingga tercapainya tujuan

dan manfaat dari penelitian yaitu kenyamanan saat berjalan naik turun tangga.


commit to user

IV-10

4.2 PENGOLAHAN DATA

Pada pengolahan data ini berisi desain eksperimen untuk melihat pengaruh

tiap faktor terhadap perubahan data GRF (Ground Reaction Force) secara

keseluruhan. Sebelum dilakukan uji ANOVA terlebih dahulu dilakukan uji

sebelum ANOVA yang meliputi pengujian kenormalan distribusi data,

homogenitas tiap level dan pengujian independensi. Setelah melalui tahap

pengujian asumsi ini kemudian dilanjutkan pada pengujian ANOVA untuk

pengaruh tiap faktor terhadap perubahan data GRF (Ground Reaction Force).

Setelah uji asumsi ANOVA memenuhi syarat maka dilakukan uji analisis varian

(ANOVA) untuk mengetahui apakah faktor-faktor yang diteliti mempunyai

pengaruh signifikan terhadap perubahan nilai GRF. Pengujian selanjutnya adalah

uji Student Newman Keults. Uji ini dilakukan bila pada uji ANOVA terdapat

faktor-faktor yang memiliki pengaruh signifikan terhadap perubahan nilai GRF.

Sebelumnya berikut adalah data eksperimen secara keseluruhan yang dapat

dilihat pada tabel berikut dan untuk contoh tabel sum square mengambil contoh

fase loading respond, untuk fase mid stance dan toe off dapat dilihat pada halaman

lampiran.


commit to user

IV-11

Tabel 4.6 Data Eksperimen Loading Respon


commit to user

IV-12

Tabel 4.7 Data Eksperimen Mid Stance


commit to user

IV-13

Tabel 4.8 Data Eksperimen Toe Off


commit to user

IV-14

4.2.1 UJI SEBELUM ANOVA

Uji sebelum ANOVA merupakan pengujian asumsi-asumsi residual yang

meliputi uji kenormalan, uji homogenitas, dan uji independensi. Apabila seluruh

hasil pengujian terhadap asumsi ANOVA tidak terpenuhi, maka perlu dilakukan

peninjauan kembali terhadap metode eksperimen dan dilakukan kembali proses

pengambilan data. Pengujian asumsi residual dilakukan terhadap variabel respon

yaitu jumlah data yang dimasukkan secara tepat oleh seluruh responden.

Pengujian asumsi residual dilakukan secara bertahap. Pengujian asumsi

yang pertama adalah pengujian kenormalan distribusi data. Setelah dilakukan

pengujian kenormalan distribusi data, kemudian dilakukan pengujian homogenitas

data dan pengujian independensi data. Ketiga pengujian asumsi residual ini

dilakukan dengan metode plot residual data. Adapun nilai residual data diperoleh

dengan rumus . Nilai residual data observasi dapat dilihat

pada Lampiran.

4.2.1.1 UJI NORMALITAS

Pengujian normalitas data dilakukan terhadap data secara keseluruhan dan

data masing-masing perlakuan satu persatu untuk melihat apakah data dari setiap

perlakuan berdistribusi normal. Pengujian normalitas dilakukan dengan dua cara,

pertama dilakukan dengan plot probabilitas normal dan metode lilliefors. Plot

probabilitas normal adalah suatu grafik dari distribusi kumulatif residual pada

kertas probabilitas normal. Untuk pengujian normalitas dengan plot residual

digunakan nilai residual yang diurutkan dari kecil ke besar dan nilai % PK. Nilai

PK dan % PK diperoleh dengan rumus sebagai berikut:

Tabel Pk dan residual dapat dilihat pada lampiran. Data dikatakan

berdistribusi normal jika plot ini membentuk suatu garis lurus. Pengujian dengan

plot residual pada normal probability paper ditunjukkan pada gambar 4.5.


commit to user

IV-15

Gambar 4.5 Uji Normalitas Dengan Plot Residual Fase Loading Respon

Selain pengujian dengan grafik juga dilakukan pengujian normal dengan

metode lilliefors untuk membuktikan secara matematis apakah data tersebut

berdistribusi normal. Uji lilliefors merupakan suatu uji hipotesis dengan hipotesis

yang diuji adalah sebagai berikut:

H0 : Data berdistribusi normal

H1 : Data tidak berdistribusi normal

Wilayah kritik penolakan H0 adalah L

hitung > Ltabel .

Adapun langkah-langkah pengujian normalitas dengan metode lilliefors

adalah sebagai berikut:

a. Urutkan data observasi dari yang terkecil sampai terbesar sebagaimana

ditunjukkan oleh kolom x pada lampiran.

b. Hitung rata-rata ( ) dan standar deviasi ( ) data tersebut.

n

x

x

n

i

i

=∑=1

252.5972

575.82....75.4295.41=

+++=x


commit to user

IV-16

( )

1

2

2

−

−=

∑∑n

n

XX

s

( ) ( )137.9

172

72

.258771575.82......75.4295.41

2

222

=−

−+++=s

c. Transformasikan data (x) tersebut menjadi nilai baku ( ).


= rata-rata

= standar deviasi

misal :

( )

55.2137.9/)25.59575.82(

89.1137.9/25.5995.41

96

1

=−=

−=−=

z

z

Dengan cara yang sama diperoleh seluruh nilai baku sebagaimana pada kolom

z pada lampiran.

d. Dari nilai baku (z), tentukan nilai probabilitasnya P(z) berdasarkan sebaran

normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas

wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms. Excel dengan

function NORMSDIST.

e. Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan cara sebagai

berikut :

Misal :

( )03.072/2)(

01.072/1

2

1

==

==

xP

xP

Dengan cara yang sama akan diperoleh seluruh nilai P(x) sebagaimana pada

kolom P( ) pada lampiran.

f. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(z) dan P(x) yaitu

maks | P(z) - P(x)| , sebagai nilai L hitung.

maks | P(z) - P(x)| = 0.079


commit to user

IV-17


) dan P(z) yaitu maks |

P(xi-1

) - P( ) | = 1.059

Dengan menggunakan maka diperoleh nilai dari tabel sebesar

0.1044. Titik kritik H0 adalah L

hitung > . Perhitungan uji lilliefors di atas

menghasilkan nilai Lhitung

adalah 0.079 sehingga Lhitung

< , maka hipotesis

nol diterima dan disimpulkan bahwa data pada fase mid stance berdistribusi

normal.

Pada fase Loading respon dengan menggunakan maka diperoleh

nilai dari tabel sebesar 0.1044. Titik kritik H0 adalah L

hitung > . Perhitungan

uji lilliefors menghasilkan nilai Lhitung

adalah 0.139 sehingga Lhitung

< ,

maka hipotesis nol diterima dan disimpulkan bahwa data pada fase loading respon

berdistribusi normal. Begitu juga pada fase toe off dengan menggunakan

maka diperoleh nilai dari tabel sebesar 0.1044. Titik kritik H0 adalah L

hitung >

. Perhitungan uji lilliefors menghasilkan nilai Lhitung

adalah 0.078 sehingga

Lhitung

< , maka hipotesis nol diterima dan disimpulkan bahwa data pada

fase toe off berdistribusi normal.

4.2.1.2 UJI HOMOGENITAS

Uji homogenitas dilakukan untuk melihat apakah variansi pada setiap

perlakuan sama. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengeplotkan residual

sesuai masing-masing level terhadap levelnya masing-masing. Hasil plot residual

tiap faktor ditunjukkan pada gambar berikut:


commit to user

IV-18

Gambar 4.6 Plot Residual Faktor Model Tangga Fase Loading Respon

Gambar 4.7 Plot Residual Faktor Naik Turun Fase Loading Respon


commit to user

IV-19

Gambar 4.8 Plot Residual Faktor Berat Badan Fase Loading Respon

Selain pengujian dengan plot residual, pengujian homogenitas data juga

dilakukan dengan uji hipotesis formal yaitu dengan uji Levene . Hipotesis yang

ingin diuji dalam uji homogenitas adalah:

H0 : Ragam seluruh level semuanya sama

H1 : Ragam seluruh level tidak semuanya sama

Untuk pengujian homogenitas dengan metode Levene ini diperlukan data

selisih absolut untuk tiap data terhadap rata-rata pada tiap levelnya. Data selisih

absolut ini ditunjukkan pada lampiran.

Selanjutnya dilakukan perhitungan sebagai berikut:

• Penghitungan Faktor Koreksi (FK)

( )

( )

08.1455

216

35.647

216

)15.1746.1537.1449.174(

2

2

2

=

=

+++=

= ∑

FK

FK

FK

n

xFK

• Penghitungan Sum Square (SS)


commit to user

IV-20

( )

( )

49.9

88.145572

3.105449

88.145572

15.1746.1537.1449.174 2222

2

=

−=

−

+++=

−

=∑

faktor

faktor

faktor

i

faktor

SS

SS

SS

FKk

xSS

( )( )

842.4063

49.93.4073

3.4073

88.1455415.5528

88.1454.1.....45.11.1 222

2

=

−=

−=

=

−=

−+++=

−= ∑

eror

eror

faktortotaleror

total

total

total

itotal

SS

SS

SSSSSS

SS

SS

SS

FKySS

• Perhitungan Mean Square (MS)

678.0

14

49.9

=

=

=

faktor

faktor

faktor

faktor

faktor

MS

MS

dF

SSMS

88.14

273

842.4063

=

=

=

eror

eror

eror

eror

eror

MS

MS

dF

SSMS

• Perhitungan F

045.0

88.14

678.0

=

=

=

eror

eror

faktor

MS

F

MS

MSF

Maka untuk 05.0=α , F

hitung < F

(0.05,14,274) = 1.728 sehingga hipotesis awal

diterima dan terbukti bahwa data dari fase mid stance homogen.

Untuk fase loading respon dengan nilai Fhitung = 1.69 dan 05.0=α , F

hitung

< F(0.05,14,274)

= 1.728 sehingga hipotesis awal diterima dan terbukti bahwa data

dari fase loading respon homogen. Sedangkan untuk fase toe off dengan nilai


commit to user

IV-21

Fhitung = 1.575 dan 05.0=α , F

hitung < F

(0.05,14,274) = 1.728 sehingga hipotesis awal

diterima dan terbukti bahwa data dari fase toe off homogen.

4.2.1.3 UJI INDEPENDENSI

Uji independensi dilakukan dengan dua cara yaitu plot residual data

terhadap urutan waktu dan pengujian hipotesis dengan uji Durbin-Watson. Uji

independensi dilakukan untuk melihat apakah urutan pengambilan data turut

mempengaruhi hasil eksperimen. Data hasil eksperimen memenuhi asumsi jika

urutan waktu pengambilan data tidak berpengaruh terhadap hasil. Data

eksperimen untuk pengujian independensi merupakan data menurut urutan waktu

pengambilan data. Pengujian independensi dengan plot residual dapat dilihat pada

gambar 4.9, 4.10, 4.11. Data residual menurut urutan waktu ditunjukkan dalam

tabel berikut.

Tabel 4.9 Data Residual Menurut Urutan Waktu Eksperimen

Fase Loading Respon

Urutan Praktikum e

1 0.05

2 -4.25

3 0.025

4 2.175

5 -3.275

6 -2.35

7 -1.775

8 0.525

9 0.525

10 -0.675

11 -3.325

12 0.35

95 -0.25

96 -0.9


commit to user

IV-22


Fase Mid Stance

Urutan Praktikum E

1 1.1

2 1.2

3 -2.2

4 0

5 -0.575

6 0.125

7 -0.275

8 0.625

9 -1.45

10 0.15

11 1.45

12 -0.15

95 2

96 -1.4


Fase Toe Off

Urutan Praktikum E

1 4.025

2 7.4

3 -3.2

4 2.55

5 7.525

6 9.6

7 9.525

8 2.95

9 5.875

10 8.15

11 3.7

12 4.65

95 -0.25

96 -0.9


commit to user

IV-23

Gambar 4.9 Uji Independensi Fase Loading Respon

Gambar 4.10 Uji Independensi Fase Mid Stance


commit to user

IV-24

Gambar 4.11 Uji Independensi Fase Toe Off

Dari ketiga grafik plot data hasil eksperimen dapat dilihat bahwa data bersifat

acak dan tidak membentuk suatu pola tertentu sehingga data memenuhi asumsi

independent terhadap waktu pengambilan data. Untuk lebih memperkuat asumsi

independent perlu dilakukan pengujian independensi dengan cara pengujian

hipotesis secara formal. Pengujian independensi dengan uji hipotesis formal

dilakukan dengan uji Durbin-Watson dengan mengambil contoh fase mid stance.

Langkah-langkah uji Durbin-Watson adalah sebagai berikut:

1. Menentukan nilai residual (ei) seperti ditunjukkan pada tabel data residual

menurut urutan waktu eksperimen.

2. Penghitungan nilai Durbin-Watson (d) sebagai berikut:

( )

65.2

......)2.2()2.1()1.1(

.......)2.1)2.2(()1.12.1()1.1((222

222

2

2

1

=

+−++

+−−+−+=

−=

∑

∑ −

d

d

e

ee

dn

i

n

i

ii


commit to user

IV-25

3. Untuk ukuran sampel tertentu dan banyaknya variabel yang menjelaskan



Watson). Dengan menggunakan nilai 05.0=α diperoleh nilai dL dan d

U

sebagai berikut:

dL = 0.9708

dU = 1.3314

4. Selanjutnya dilakukan analisis apakah data bersifat acak atau tidak.


maka jika

d < dL : menolak H

0


0

dL ≤ d ≤ d



maka jika


0


0

4- dU ≤ d ≤ 4-d


Jika hipotesis nol (H0) adalah dua ujung, bahwa tidak ada serial autokorelasi

baik positif maupun negatif, maka jika

d < dL : menolak H

0


0

dU < d < 4- d

U : tidak menolak H

0

4- dU ≤ d ≤ 4- d

L atau d

L ≤ d ≤ d


Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai d (2.65) > nilai d

U

(1,33), maka terima H0, dari hasil tersebut menyatakan bahwa bahwa data fase

mid stance tidak ada serial korelasi positif atau data bersifat acak. Begitu juga

dengan nilai d pada fase loading respond dan toe off yaitu 1.75 dan 1.6 yang

nilainya lebih besar dari du yaitu 1.33.


commit to user

IV-26

4.2.2 UJI ANOVA

Uji ANOVA yang dilakukan menggunakan desain faktorial blok dengan

rumus variabel responnya adalah :

)(ijklmijkikikijijklm ABCBCACABCkBjAiY εµ ++++++++=

dengan : Faktor A = model tangga

Faktor B = pergerakan jalan (naik-turun)

Faktor C = berat badan

a = jumlah level faktor A

b = jumlah level faktor B

c = jumlah level faktor C

n = jumlah replikasi

a. Hipotesis dalam Uji ANOVA

H0A : tidak ada pengaruh perbedaaan model tangga terhadap

perubahan nilai GRF

H1A : ada pengaruh perbedaaan model tangga terhadap perubahan

nilai GRF

H0B : tidak ada pengaruh perbedaan pergerakan jalan terhadap

perubahan nilai GRF

H1B : ada pengaruh perbedaan pergerakan jalan terhadap perubahan

nilai GRF

H0C : tidak ada pengaruh perbedaan berat badan terhadap perubahan

nilai GRF

H1C : ada pengaruh perbedaan berat badan terhadap perubahan nilai

GRF

b. Penentuan tingkat signifikansi

Tingkat signifikan yang digunakan sebesar 0.05

c. Penentuan daerah kritis

Ho ditolak bila Fratio > Fα(v1:v2)

d. Pengujian Statistik

Perhitungan berikut menggunakan contoh dari fase loading respon.


commit to user

IV-27

Tabel 4.12 Tabel Sum Square Total Fase Loading Respon

SUM SQUARE TOTAL 12001,57204


commit to user

IV-28

SS Total = 12001,57204

SSTotal = ∑∑∑= = =

−3

1

2

1

4

1

22

i j k

ijk

ijkN

TY

Perhitungan Manual :

SSTotal = ∑∑∑= = =

−3

1

2

1

4

1

2 2

i j k

ijk

ijkN

TY

= 341974,394 - 96

67,31677385

= 12001,57204


commit to user

IV-29

Tabel 4.13 Tabel Sum Of Square Faktor Model Tangga (SSA) Fase Loading Respon

SUM SQUARE FAKTOR MODEL TANGGA 122,7461343


commit to user

IV-30

SSA = 122,746


SSA = ∑=

−3

1

22

i

ijk

N

T

nbc

Ti

= )4)(2)(4(

11,37107604,345724492,3395051 ++-

96

67,31677385

= 122,746


commit to user

IV-31

Tabel 4.14 Tabel Sum Of Square Faktor Pergerakan Jalan (SSB) Fase Loading Respon

SUM SQUARE FAKTOR NAIK-TURUN 26,42501157


commit to user

IV-32

SSB = 26,425

SSB = ∑=

−2

1

22

i

ijk

N

T

nac

Tj


SSB = ∑=

−2

1

22

i

ijk

N

T

nac

Tj

= )4)(3)(4(

1,77782421,8061719 +-

96

67,31677385

= 26,425


commit to user

IV-33

Tabel 4.15 Tabel Sum Of Square Faktor Berat Badan (SSC) Fase Loading Respon

SUM SQUARE FAKTOR BERAT BADAN 6349,382431


commit to user

IV-34

SSC = 6349,382

SSC = ∑=

−3

1

22

i

ijk

N

T

nab

Tk


SSC = ∑=

−3

1

22

i

ijk

N

T

nab

Tk

= )2)(3)(4(

81,270898601,2160606214,198166656,1220472 +++-

96

67,31677385

= 6349,382


commit to user

IV-35

Tabel 4.16 Tabel Sum Of Square Faktor Model Tangga dan Pergerakan Jalan (SSAB) Fase Loading Respon

SUM SQUARE FAKTOR MODEL TANGGA DAN NAIK-TURUN 70,68175926


commit to user

IV-36

SSAB = 70,682

SSAB = ∑∑ −−− BA

ijkijSSSS

N

T

nc

T22


SSAB = ∑∑ −−− BA

ijkijSSSS

N

T

nc

T22

= 96

67,316773085

)4)(4(

247565949,4− - 122,746 – 24,425

= 70,682


commit to user

IV-37

Tabel 4.17 Tabel Sum Of Square Faktor Model Tangga dan Berat Badan (SSAC) Fase Loading Respon

SUM SQUARE FAKTOR MODEL TANGGA DAN BERAT BADAN 66,86340278


commit to user

IV-38

SSAC = 66,863

SSAC = ∑∑ −−− CA

ijkik SSSSN

T

nb

T22


SSAC = ∑∑ −−− CA

ijkik SSSSN

T

nb

T22

= 96

67,31677385

)2)(4(

52692094,07− - 122,746 - 6349,38

= 66,863


commit to user

IV-39

Tabel 4.18 Tabel Sum Of Square Faktor Pergerakan Jalan dan Berat Badan (SSBC) Fase Loading Respon

SUM SQUARE FAKTOR PERGERAKAN JALAN DAN BERAT BADAN 94,97704861


commit to user

IV-40

SSBC = 94,977

SSBC = ∑∑ −−− CB

ijkjkSSSS

N

T

na

T22


SSBC = ∑∑ −−− CB

ijkjkSSSS

N

T

na

T22

= 96

67,31677385

)3)(4(

52692094,07− - 26,425 – 6349,38

= 94,977


commit to user

IV-41

Tabel 4.19 Tabel Sum Of Square Faktor Model Tangga, Pergerakan Jalan dan Berat Badan (SSABC) Fase Loading Respon

SUM SQUARE FAKTOR MODELTANGGA, NAIK-TURUN DAN BERAT BADAN 110,5684722


commit to user

IV-42

SSABC =∑∑∑= = =

−−−−−−−3

1

2

1

3

1

22

i j

BCACABCBA

k

ijkijkSSSSSSSSSSSS

N

T

n

T

= 977,94863,6668,7038,6349425,26746,12296

67,31677385

4

34037322,62−−−−−−−

= 110,568

� Menghitung Sum Of Square Error (SSerror).

SSerror = SStotal – SSA – SSB – SSC– SSAB– SSAC– SSBC– SSABC

= 12001,572 – 122,746 - 26,425 - 6349,38 - 70,68 - 66,863

- 94,977-110,56

SSerror = 28638,6

� Menghitung Nilai Mean Square (MS)

MSfaktor = SSfaktor / dffaktor

• Mean Square Faktor Model Tangga

SSA / dfA = 122,746/ (2)

= 61,37

MSA = 61,37

• Mean Square Faktor Pergerakan Jalan

SSB / dfB = 26,425/ (1)

= 26,425

MSB = 26,425

• Mean Square Faktor Berat Badan

SSC / dfC = 6349,38/ (3)

= 2116,46

MSC = 2116,46

• Mean Square Faktor Model Tangga dan Pergerakan Jalan

SSAB / dfAB = 70,68/ (2)

= 35,34

MSAB = 35,34

• Mean Square Faktor Model Tangga dan Berat Badan

SSAC / dfAC = 66,86/ (6)

= 11,14

MSAC = 11,14


commit to user

IV-43

• Mean Square Faktor Pergerakan Jalan dan Berat Badan

SSBC / dfBC = 94,977/ (3)

= 31,659

MSBC = 31,659

• Mean Square Faktor Model Tangga, Pergerakan Jalan dan Berat

Badan

SSABC / dfABC = 110,568/ (6)

= 18,428

MSABC = 18,428

• Mean Square Error

SSerror / dferror = 28638,065 / (72)

= 397,75

MSerrof = 397,75

� Menghitung Nilai Fhitung

Fhitung = MSfaktor / MSerror

• Fhitung = MSA / MSerror

= 61,37/ 397,75

= 0,154

• Fhitung = MSB / MSerror

= 26,425 / 397,75

= 0,066

• Fhitung = MSC / MSerror

= 2116,46 / 397,75

= 5,321

• Fhitung = MSAB / MSerror

= 35,34 / 397,75

= 0,00067

• Fhitung = MSAC / MSerror

= 11,14 / 397,75

= 0,000214


commit to user

IV-44

• Fhitung = MSBC / MSerror

= 31,659 / 397,75

= 0,0006

• Fhitung = MSABC / MSerror

= 18,428 / 397,75

= 0,00035

Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Manual Fase Loading Respon

Variasi Df SS MS F Hitung F tabel H0

SSa 2 122,7461343 61,3730671 0,15430026 3,123907449 Terima

SSb 1 26,42501157 26,4250116 0,06643608 3,973896992 Terima

SSc 3 6349,382431 2116,46081 5,32107093 2,73180701 Tolak

SSab 2 70,68175926 35,3408796 0,00067628 2,996004721 Terima

SSac 6 66,86340278 11,1439005 0,00021325 2,098871558 Terima

SSbc 3 94,97704861 31,6590162 0,00060582 2,605178757 Terima

SSabc 6 110,5684722 18,4280787 0,00035264 2,098871558 Terima

error 72 28638,0656 397,750911 1 1,477376311

Untuk fase loading respon hanya faktor berat badan yang memasuki

wilayah kritis Fhitung

> Ftabel sedangkan faktor model tangga dan pergerakan jalan

serta interaksi dari semua antar faktor tidak memasuki wilayah kritis Fhitung > Ftabel

maka interaksi antar faktor tidak perlu dilakukan pengujian selanjutnya yaitu

pengujian setelah ANOVA.

Berikut adalah hasil perhitungan dari fase mid stance dan toe off :

Tabel 4.21 Hasil Perhitungan Manual Fase Mid Stance


SSa 2 110,66575 55,33287 2,16190 3,03767 Terima

SSb 1 171,64584 171,64584 6,70635 3,88487 Tolak

SSc 3 9130,26927 3043,42309 118,90920 2,64640 Tolak

SSab 2 47,46671 23,73335 0,00037 2,99601 Terima

SSac 6 45,86328 7,64388 0,00012 2,09887 Terima

SSbc 3 56,31024 18,77008 0,00029 2,60518 Terima

SSabc 6 56,76075 9,46012 0,00015 2,09887 Terima

error 72 15024,55649 54,83415 1 1,35472

Untuk fase mid stance, hanya faktor pergerakan jalan dan berat badan yang

memasuki wilayah kritis Fhitung

> Ftabel maka perlu dilakukan pengujian


commit to user

IV-45

selanjutnya yaitu pengujian setelah ANOVA dengan metode student-newman

keuls.

Tabel 4.22 Hasil Perhitungan Manual Fase Toe Off


SSa 2 525,60632 262,80316 16,67687 3,03767 Tolak

SSb 1 682,22229 682,22229 32,68963 3,88487 Tolak

SSc 3 9197,52591 3065,84197 32,03207 2,64640 Tolak

SSab 2 121,51627 60,75814 0,00127 2,99607 Terima

SSac 6 53,23479 8,87247 0,00019 2,09894 terima

SSbc 3 11,23591 3,74530 0,00008 2,60524 terima

SSabc 6 29,96979 4,99497 0,00010 2,09894 terima

error 72 15024,55649 54,83415 1 1,35472

Untuk fase toe off, hanya faktor model tangga, pergerakan jalan, dan berat

badan yang memasuki wilayah kritis Fhitung

> Ftabel sedangkan interaksi dari

semua antar faktor tidak memasuki wilayah kritis Fhitung > F tabel maka interaksi

antar faktor tidak perlu dilakukan pengujian selanjutnya yaitu pengujian setelah

ANOVA.

4.2.3 UJI SETELAH ANOVA

Uji ANOVA hanya dapat memberikan keputusan berupa berpengaruh atau

tidaknya suatu faktor. Untuk dapat melihat level mana yang memiliki pengaruh

yang paling optimum perlu dilakukan suatu uji lebih lanjut yaitu uji setelah

ANOVA. Uji setelah ANOVA yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah

uji student-newman keuls. Uji setelah ANOVA ini membandingkan seluruh faktor

untuk memilih faktor mana yang memiliki pengaruh paling optimum.

4.2.3.1 Uji SNK Faktor Model Tangga (SSa)

Dikarenakan fase loading respon dan mid stance tidak diperlukan uji setelah

anova pada faktor model tangga, maka perhitungan berikut adalah perhitungan uji

setelah anova dari fase toe off.


commit to user

IV-46

1. Fase Toe Off

Menyusun mean-mean setiap treatment dari kecil ke besar

Tabel 4.23 Mean Faktor Model Tangga Fase Toe Off

Model tangga (SSa)

1 2 3

mean 57.940 61.502 63.610

Urutan mean 57.940 61.502 63.610

� Mengambil nilai MSerror dan dferror dari tabel ANOVA

MSerror = 54.83

dferror = 72

� Menghitung Error Standar untuk jumlah mean treatment

3

54.83==

i

error

YjN

MSS = 4.275

� Menentukan taraf signifikasi (α ) dan rentang student

Dengan α = 0.05 ; V = n1 = dferror = 72 ; p=2,3,..., k

Maka didapat nilai range dari tabel studentized range table

Tabel 4.24 Range

P 2 3

range 2.772 3.314

� Menghitung Least Significant Range

LSR = SYj x nilai tiap range

Tabel 4.25 LSR

p 2 3

ranger 11.85063771 14.16775

Perhitungan manual :

LSR = 4.275 x 2.772 = 11.85

LSR = 4.275 x 3.314 = 14.167

� Perbandingan beda mean dan LSR

Tabel 4.26 Perbandingan Beda Mean

Pengujian

Lawan selisih mean LSR Signifikan

3 vs 1 5.67 14.16775 tidak signifikan




commit to user

IV-47


• 3 lawan 1

Beda mean = mean N(3) – mean N(1)

= 63.610 – 57.94

= 5.67

LSR = 14.16

Perbandingan = beda mean lawan LSR

= 6.15 < 14.16 → tidak signifikan

• 3 lawan 2


= 63.610 – 61.502

= 2.11

LSR = 11.85



• 2 lawan 1


= 61.502 – 57.940

= 3.56

LSR = 11.85



� Intrepetasi Hasil Perbandingan

Pada perbandingan beda mean dan LSR , perbandingan a3 lawan

a2 , a3 lawan a1, dan a2 lawan a1 tidak signifikan terhadap

perubahan nilai GRF. Padahal dalam uji ANOVA, didapatkan

bahwa model tangga berpengaruh terhadap perubahan nilai GRF.

Perbedaan ini dikarenakan faktor model tangga pada fase toe off

mempunyai pengaruh yang relatif sangat kecil terhadap perubahan

nilai GRF.


commit to user

IV-48

4.2.3.2 Uji SNK Faktor Pergerakan Jalan (SSb)

Dikarenakan fase loading respon tidak diperlukan uji setelah anova pada

faktor pergerakan jalan, maka perhitungan berikut adalah perhitungan uji setelah

anova dari fase mid stance dan toe off.

1. Fase Mid Stance


Tabel 4.27 Mean Faktor Pergerakan Jalan Fase Mid Stance

NAIK TURUN(SSb)

1 2

MEAN 61 58

Urutan Mean 58 61


MSerror = 54.83

dferror = 72


2

54.83==

i

error

YjN

MSS = 5.236




Tabel 4.28 Range

p 2

range 2.772



Tabel 4.29 LSR

p 2

ranger 14.514


LSR = 5.236x 2.772 = 14.514


commit to user

IV-49



Pengujian


2 vs 1 3 14.51456 tidak signifikan


• 2 lawan 1


= 61 – 58

= 3

LSR = 14.514


= 3 < 14.514 → tidak signifikan


Pada perbandingan beda mean dan LSR , perbandingan b2 lawan

b1 tidak signifikan terhadap perubahan nilai GRF. Padahal dalam

uji ANOVA, didapatkan bahwa pergerakan jalan berpengaruh

terhadap perubahan nilai GRF. Perbedaan ini dikarenakan faktor

pergerakan jalan pada fase mid stance mempunyai pengaruh yang

relatif sangat kecil terhadap perubahan nilai GRF.

2. Fase Toe Off


Tabel 4.31 Mean Faktor Pergerakan Jalan Fase Toe Off

NAIK TURUN(SSb)

1 2

MEAN 64 58

Urutan Mean 58 64


MSerror = 54.83

dferror = 72


2

31.88==

i

error

YjN

MSS = 5.24


commit to user

IV-50




Tabel 4.32 Range

p 2

range 2.772



Tabel 4.33 LSR

p 2

ranger 14.514


LSR = 5.24 x 2.772 = 14.514



Pengujian


2 vs 1 6 14.514 tidak signifikan


• 2 lawan 1


= 63 – 58

= 6

LSR = 14.514


= 6 < 14.514 → tidak signifikan


Pada perbandingan beda mean dan LSR , perbandingan b2 lawan

b1 tidak signifikan terhadap perubahan nilai GRF. Padahal dalam

uji ANOVA, didapatkan bahwa pergerakan jalan berpengaruh

terhadap perubahan nilai GRF. Perbedaan ini dikarenakan faktor

pergerakan jalan pada fase toe off mempunyai pengaruh yang

relatif sangat kecil terhadap perubahan nilai GRF.


commit to user

IV-51

4.2.3.3 Uji SNK Faktor Berat Badan (SSc)

1. Fase Loading Respon


Tabel 4.35 Mean Faktor Berat Badan Fase Loading Respon

1 2 3 4

Mean 46.03125 58.65486 61.24583 68.57917

Urutan mean 46.031 58.655 61.246 68.579


MSerror = 397.75

dferror = 72


72

397.75==

i

error

YjN

MSS = 9.97


Dengan α = 0.05 ; V = n3= dferror = 72 ; p=2,3,..., k


Tabel 4.36 Range

P 2 3 4

range 2.772 3.314 3.633



Tabel 4.37 LSR

P 2 3 4

ranger 27.64196 33.0467 36.22772


LSR = 9.971 x 2.772 = 27.64

LSR = 9.971 x 3.314 = 33.04

LSR = 9.971 x 3.633 = 36.22


commit to user

IV-52



Pengujian

LAWAN selisih mean LSR Signifikan

4 VS 1 22.55 36.22772 tidak signifikan



3 VS 1 15.21 3.314 signifikan


2 VS 1 12.62 2.772 signifikan


• 4 lawan 1


= 68.579 – 46.031

= 22.55

LSR = 36.22


= 22.55 < 36.22 → signifikan

• 4 lawan 2


= 68.579 – 58.655

= 9.92

LSR = 33.0467



• 2 lawan 1


= 58.655 – 46.031

= 12.62


commit to user

IV-53

LSR = 2.772


= 12.62 > 2.772 → signifikan


Pada perbandingan beda mean dan LSR, terdapat beragam

perbandingan yang signifikan dan tidak signifikan. Akan tetapi

perbandingan mean dan LSR yang signifikan mempunyai jumlah

yang lebih sedikit yaitu dengan jumlah 2 daripada perbandingan

mean dan LSR yang tidak signifikan yang berjumlah 4. Dalam uji

ANOVA, didapatkan juga bahwa berat badan berpengaruh

terhadap perubahan nilai GRF. Hasil yang demikian menyatakan

bahwa berat badan memberikan pengaruh yang kecil pada fase

loading respon terhadap GRF. Kata “signifikan” di sini berarti

bahwa faktor tersebut berpengaruh besar terhadap perubahan nilai

GRF sedangkan untuk yang “ tidak signifikan” mempunyai

pengaruh yang kecil.

2. Fase Mid Stance


Tabel 4.39 Mean Faktor Berat Badan Fase Mid Stance

Berat badan (SSc)

1 2 3 4

mean 45.860 59.419 58.021 73.379

Urutan mean 45.860 58.021 59.419 73.379


MSerror = 54.83

dferror = 72


4

54.83==

i

error

YjN

MSS = 3.7





commit to user

IV-54

Tabel 4.40 Range

p 2 3 4

range 2.772 3.314 3.633



Tabel 4.41 LSR

P 2 3 4

ranger 10.26334 12.2701 13.4512


LSR = 3.7 x 2.772 = 10.263

LSR = 3.7 x 3.314 = 12.270

LSR = 3.7 x 3.633 = 13.451



Pengujian


4 VS 1 27.52 13.4512 signifikan

4 VS 2 15.36 12.2701 signifikan

4 VS 3 13.96 10.26334 signifikan

3 VS 1 13.56 12.2701 signifikan


2 VS 1 12.16 10.26334 signifikan


• 4 lawan 1


= 73.379 – 45.860

= 27.52

LSR = 13.45


= 27.52 > 13.45 → signifikan

• 4 lawan 2


= 73.379 – 58.021

= 15.36


commit to user

IV-55

LSR = 12.27


= 15.36 > 12.27 → signifikan

• 2 lawan 1


= 58.860 – 45.860

= 12.16

LSR = 10.26


= 12.16 > 10.26 → signifikan





yang lebih banyak yaitu dengan jumlah 5 daripada perbandingan

mean dan LSR yang tidak signifikan yang hanya berjumlah 1.

Dalam uji ANOVA, didapatkan juga bahwa berat badan

berpengaruh terhadap perubahan nilai GRF. Hasil yang demikian

menyatakan bahwa berat badan pada fase mid stance memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap GRF sehingga faktor berat

badan pada fase mid stance tidak dapat diabaikan dalam perubahan

nilai GRF. Kata “signifikan” di sini berarti bahwa faktor tersebut

berpengaruh besar terhadap perubahan nilai GRF sedangkan untuk

yang “ tidak signifikan” mempunyai pengaruh yang kecil.

3. Fase Toe Off


Tabel 4.43 Mean Faktor Berat Badan Fase Toe Off

Berat badan (SSc)

1 2 3 4

mean 47.444 60.583 60.925 75.117

Urutan mean 47.444 60.583 60.925 75.117


commit to user

IV-56


MSerror = 54.83

dferror = 72


4

54.83==

i

error

YjN

MSS = 3.7




Tabel 4.44 Range

p 2 3 4

range 2.772 3.314 3.633



Tabel 4.45 LSR

p 2 3 4

ranger 10.26295 12.26963 13.45069


LSR = 3.7 x 2.772 = 10.262

LSR = 3.7 x 3.314 = 12.269

LSR = 3.7 x 3.633 = 13.450



Pengujian


4 VS 1 27.67 13.45069 signifikan

4 VS 2 14.53 12.26963 signifikan

4 VS 3 14.19 10.26295 signifikan

3 VS 1 13.48 12.26963 signifikan


2 VS 1 13.14 10.26295 signifikan


• 4 lawan 1


= 75.117 – 47.444


commit to user

IV-57

= 27.67

LSR = 13.450


= 27.67 > 13.450 → signifikan

• 4 lawan 2


= 75.177 – 60.583

= 14.53

LSR = 12.269


= 14.53 > 12.269 → signifikan

• 2 lawan 1


= 60.583 – 47.444

= 13.14

LSR = 10.262


= 13.24 > 10.262 → signifikan





yang lebih banyak yaitu dengan jumlah 5 daripada perbandingan

mean dan LSR yang tidak signifikan yang hanya berjumlah 1.

Dalam uji ANOVA, didapatkan juga bahwa berat badan

berpengaruh terhadap perubahan nilai GRF. Hasil yang demikian

menyatakan bahwa berat badan pada fase toe off memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap GRF sehingga faktor berat

badan pada fase toe off tidak dapat diabaikan dalam perubahan

nilai GRF. Kata “signifikan” di sini berarti bahwa faktor tersebut


commit to user

IV-58

berpengaruh besar terhadap perubahan nilai GRF sedangkan untuk

yang “ tidak signifikan” mempunyai pengaruh yang kecil.


commit to user IV-1

BAB IV

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini merupakan tahap pelaksanaan dari proses pengumpulan dan pengolahan

data yang diawali dengan identifikasi karakteristik tipe tangga dan bentuk postur

pengguna tangga dilanjutkan dengan merancang dan memilih model tangga

eksperimen yang sesuai dengan tujuan penelitian.

4.1 PENGUMPULAN DATA

Pada tahap pengumpulan data berisi tentang langkah-langkah eksperimen,

diskripsi tangga eksperimen biomekanika, pengambilan data anthropometri, protokol

eksperimen biomekanika dan data hasil percobaan biomekanika (ground reaction

force dan sudut segmen tubuh).

4.1.1 Langkah-Langkah Eksperimen

Eksperimen merupakan suatu test atau deretan test untuk melihat pengaruh

perubahan variable input dari suatu proses atau sistem terhadap variable respon atau

variable output yang ingin diamati. Langkah-langkah dalam eksperimen adalah

sebagai berikut :

1. Problem statement mengenai masalah yang akan diuji yaitu adanya pengaruh

model tangga, kegiatan naik dan turun serta berat badan terhadap nilai GRF

(Ground Reaction Force). Dimana, experimental unit-nya adalah responden dan

universe-nya adalah seluruh responden mahasiswa UNS yang mempunyai berat

badan antara 45 – 75 kg.

2. Variabel respon yang dihasilkan berupa pengaruh responden terhadap GRF, nilai

0 jika tidak ada pengaruh terhadap nilai GRF, nilai 1 jika ada pengaruh terhadap

nilai GRF.

3. Independent variable (faktor) yang mempunyai pengaruh terhadap nilai GRF

yaitu model tangga, kegiatan naik dan turun serta berat badan.

4. Jumlah observasi dalam eksperimen ini adalah 12 responden.

5. Model matematik untuk variabel respon dalam eksperimen ini adalah:


commit to user IV-2

6. )(ijklmijkikikijijklm ABCBCACABCkBjAiY εµ ++++++++=

dengan; Faktor A = model tangga

Faktor B = pergerakan jalan (naik-turun)

Faktor C = berat badan

a = jumlah level faktor A

b = jumlah level faktor B

c = jumlah level faktor C

n = jumlah replikasi

4.1.2 Rancangan Tangga Pada Eksperimen Biomekanika

Pada eksperimen ini dibuat tiga buah tangga dengan yang mengacu pada

informasi dari identifikasi tipe tangga. Tingkat kemiringan yang di dapat dari

identifikasi terdiri dari 4 tingkatan yaitu lantai miring, landai, biasa, curam, dan naik

vertikal. Informasi yang diambil dari identifikasi tipe tangga terdapat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Transformasi persentasi gradien

Kemiringan Visual Tangga Rancangan Tangga

Pada Eksperimen

60-20

0 Lantai miring Tangga Model I

200-24

0 Tangga landai Tangga Model II

240-45

0 Tangga biasa Tangga Model III

Sumber: Fa’izin, 2009

Desain model tangga eksperimen mengambil 3 kemiringan yaitu rendah,

sedang dan landai. Model kemiringan curam tidak digunakan pada eksperimen ini

karena sudut yang dibentuk terlalu besar sehingga dikhawatirkan responden cidera

pada saat percobaan. Desain model tangga eksperimen terdiri dari 3 macam, yaitu:

tangga model 1, tangga model 2 dan tangga model 3.

1. Tangga Model I

Tangga model 1 adalah tangga eksperimen yang memiliki kemiringan paling

rendah. Tangga ini merujuk pada model tangga untuk fasilitas out door yang

memiliki kemiringan paling rendah. Model tangga I ini masuk dalam kategori lantai


commit to user IV-3

miring merujuk pada tabel 4.2 diatas. Pada eksperimen ini model tangga I

menggunakan kemiringan 18,430 ≈ 18

0. Sketsa tangga eksperimen untuk model 1

dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1 Tangga model I

Lebar anak tangga (aantrede) model 1 adalah 45 cm, tinggi anak tangga

(optrede) adalah 19 cm. Ukuran lebar tangga (bordes) adalah 63 cm diukur

berdasarkan antrhopometri maksimal panjang pundak responden yaitu 50 cm.

2. Tangga Model II

Tangga model 2 adalah tangga eksperimen yang memiliki kemiringan sedang.

Tangga ini merujuk pada model tangga untuk rumah tinggal yang memiliki

kemiringan landai. Pada eksperimen ini digunakan tangga dengan kemiringan 22,890.

Sketsa tangga eksperimen untuk model II dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2 Tangga model II


(optrede) adalah 19 cm, lebar tangga (bordes) adalah 63 cm. kemiringan yang

digunakan adalah 22,890 ≈ 22

0.


commit to user IV-4

3. Tangga Model III

Tangga model 3 adalah tangga eksperimen yang memiliki kemiringan tangga

biasa. Tangga ini merujuk pada model tangga untuk bagunan gedung yang memiliki

kemiringan tangga biasa. Sketsa tangga eksperimen untuk model III dapat dilihat

pada gambar 4.3.

Gambar 4.3 Tangga model III


(optrede) adalah 23 cm, lebar tangga (bordes) adalah 63 cm. kemiringan yang

digunakan adalah 27,070 ≈ 27

0.

4.1.3 Data Anthropometri Pada Responden Pengujian Biomekanika

Data Anthropometri responden digunakan sebagai pertimbangan dalam

perancangan tangga dan penentuan nilai ground reaction force. Data diambil dari 12

responden berasal dari kalangan mahasiswa berumur 20-24 tahun yang dilakukan

secara insidental dengan postur relatif sama. Body Mass Index merupakan sebuah

ukuran “berat terhadap tinggi” badan yang umum digunakan untuk menggolongkan

orang dewasa kedalam kategori underweight (kekurangan berat badan), overweight

(kelebihan berat badan) dan obesitas (kegemukan). Formula untuk menghitung BMI

responden, sebagai berikut:

x10000Tinggi

BeratBMI

2=

Berdasarkan BMI (Body Mass Index), maka pengukuran kategori kenormalan

responden disesuaikan table berikut:

…………................. 4.1


commit to user IV-5

Tabel 4.2 Tabel Body Mass Index

Klasifikasi

BMI(Kg/m2)

Participal cut-off

point

Underweight < 18.5

Severe thinness <16

Moderate thinness 16-16.99

Mild thiness 17-18.49

Normal 18.50-24.99

Overweight ≥25

Pre-obesitas 25.00-29.99

Obesitas ≥30

Obesitas Klas 1 30-34.99

Obesitas Klas II 35.00-39.99

Obesitas Klas III ≥40 Sumber: WHO, 2004

Data anthropometri dari 12 responden terbagi menjadi 2 yaitu responden laki-

laki dan responden perempuan. Perincian data anthropometri responden laki-laki

terdapat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Anthropometri responden laki-laki

No Nama Tinggi

(cm)

Berat

Badan

(kg)

BMI Kategori

1 Responden 1 169 60 21.01 Normal






Rata-rata kategori BMI responden laki-laki yang digunakan dalam eksperimen

adalah normal, sehingga responden dapat digunakan dalam eksperimen biomekanika

naik dan turun tangga.


commit to user IV-6

Jumlah data anthropometri untuk responden perempuan sama dengan

responden laki-laki. Perincian data anthropometri responden perempuan terdapat pada

tabel 4.4.

Tabel 4.4 Anthropometri responden perempuan

No Nama Tinggi

(cm)

Berat

Badan (kg) BMI Kategori


2 Responden 2 158 44 17.63 Mild thiness

3 Responden 3 156 45 18.49 Mild thiness




Rata-rata kategori BMI responden perempuan yang digunakan dalam

eksperimen adalah normal, sehingga responden dapat digunakan dalam eksperimen

biomekanika naik dan turun tangga.

Pengukuran data responden laki-laki dan perempuan terdiri dari 2 macam, yaitu

tinggi badan dan berat badan. Meteran digunakan untuk mengambil data tinggi badan

mahasiswa dan timbangan digunakan untuk mengambil data berat badan mahasiswa.

4.1.4 Data Hasil Eksperimen Biomekanika

Output dari force platform berupa data GRF (ground reaction force) saat subjek

naik dan turun tangga. Ground reaction force terjadi pada force platform karena gaya

yang diberikan oleh force platform pada tubuh akibat gerakan antagonis tubuh

terhadap force platform yang bekerja sepanjang pergerakan naik turun tangga. Load

cell pada force platform berfungsi sebagai alat penerima dan pencatat gaya, 4 load

cell dipasang pada tiap-tiap ujung force platform. Nilai ground reaction force

merupakan penjumlahan dari gaya yang diterima oleh masing-masing load cell.

Grafik ground reaction force berupa 2 puncak dan satu lembah yang dibentuk

oleh masing-masing fase. Hasil ground reaction force pada responden laki-laki dan

perempuan saat naik turun tangga model 1, model 2 dan model 3 dikelompokkan

menjadi data GRF pada saat naik tangga dan data GRF pada saat turun tangga.


commit to user IV-7

A. Ground Reaction Force (GRF) pada eksperimen naik tangga.

Hasil percobaan biomekanika memiliki grafik yang terbentuk berdasarkan

akumulasi gaya yang diterima oleh masing-masing load cell pada saat percobaan naik

tangga. Grafik tersebut merupakan nilai kontinu GRF yang membentuk 2 puncak dan

1 lembah. Besar GRF pada masing-masing responden, sebagai berikut:

1. Eksperimen naik tangga pada responden laki-laki.

Pada hasil percobaan laki-laki terdapat 6 data GRF pada masing-masing tangga

model 1, model 2, dan model 3. Data GRF yang dihasilkan oleh responden laki-laki,

sebagai berikut:

a. Eksperimen naik tangga pada responden laki-laki 1.

Nilai GRF (Ground Reaction Force) pada saat responden naik tangga model 1

terdapat pada tabel 4.6 yang merupakan output dari force platform saat salah satu

kaki responden mulai menempel pada force platform yang diletakkan pada anak

tangga ke-2 sampai responden meninggalkan force platform.

Tabel 4.5 Nilai GRF saat responden 1 naik tangga model 1

No Waktu A B C D GRF

1 5:21:53 PM 0 0 0 0 0

2 5:21:53 PM 5,8 4,5 2,8 0,8 13,9

3 5:21:54 PM 8,8 14,9 2,8 0,3 26,8

4 5:21:54 PM 18,8 14,8 2,8 6,4 42,8

5 5:21:54 PM 27,8 22,9 2,9 6,3 59,9

6 5:21:54 PM 27,8 27,3 5,1 4 64,2

7 5:21:54 PM 27,8 27,3 5,1 4 64,2

8 5:21:54 PM 23,5 14 12,6 10 60,1

9 5:21:54 PM 22,6 13,3 12,1 8,7 56,7

10 5:21:55 PM 22,6 13,3 12,1 8,7 56,7

11 5:21:55 PM 22,6 15,5 12,1 8,7 58,9

12 5:21:55 PM 19,3 21,9 10,9 15,8 67,9

13 5:21:55 PM 19,3 24,9 10,9 15,5 70,6

14 5:21:55 PM 19,3 22,9 10,5 15,8 68,5

15 5:21:55 PM 21,4 22,9 2,9 6,3 53,5

16 5:21:55 PM 5,9 4,8 7,8 0,8 19,3

17 5:21:56 PM 0,1 4,5 0,1 2,8 7,5

18 5:21:56 PM 0 0 0 0 0

Nilai A, B, C, D merupakan gaya yang diterima oleh masing-masing load cell

ketika responden menempel pada force platform, Nilai ground reaction force


commit to user IV-8

merupakan akumulasi dari gaya yang diterima masing-masing load cell. Grafik yang

dibentuk dari GRF kontinu tersaji pada gambar 4.4.

Gambar 4.4 Ground reaction force responden saat naik tangga model 1

Pada waktu 5:21:53, responden dengan berat badan (Body Weight) 60 kg

mulai menempelkan kaki pada platform sehingga belum ada GRF yang dihasilkan

pada fase ini. Pada waktu 5:21:54, terjadi puncak pertama (loading response) dengan

GRF sebesar 64,2 NKg karena terjadi dorongan yang diakibatkan oleh plantar fleksi

engkel agar terjadi kontak ujung kaki bawah (heel) terhadap force platform. Pada

waktu peralihan antara 5:21:54 - 5:21:55, terjadi fase mid stance (lembah) dimana

salah satu permukaan kaki menyentuh platform sedang kaki yang lain dalam keadaan

swing. Pada fase ini terjadi penurunan GRF karena terjadi unloading dengan GRF

sebesar 56,7 NKg. Penurunan juga dipengaruhi oleh sudut hip, knee dan ankle dalam

keadaan ekstensi sehingga gerakan antagonis terhadap force platform berkurang.

Pada waktu 5:21:55, terjadi puncak kedua (push off) akibat dari dorongan yang kuat

oleh plantar fleksi engkel untuk berpindah ke anak tangga ke-3 dengan GRF sebesar

70,6 NKg, Pada fase ini terjadi puncak yang kedua (push off) dengan nilai yang lebih

tinggi daripada puncak pertama karena beban dan gaya dorong beralih pada ujung

kaki atas (toe) yang berada pada force platform.

Sudut fleksi yang dibentuk ankle pada saat fase loading response sebesar

1130, yaitu pada saat terjadi plantar fleksi oleh engkel saat berada pada anak tangga 1.

BW (Kg)


commit to user IV-9

Momen fleksi sudut knee sebesar 1220 untuk berpindah dari anak tangga ke-1 ke

anak tangga ke-2, sedangkan momen fleksi hip sebesar 1550 sebagai reaksi dari

gerakan fleksi knee. Sudut fleksi yang dibentuk ankle pada saat fase push off sebesar

1170. Pada fase ini ankle melakukan gerakan plantar fleksi dengan sudut untuk

mengangkat ujung bawah kaki (heel) dan ujung atas kaki (toe) dari force platform

sehingga memberikan dorongan yang kuat untuk berpindah ke anak tangga ke-3,

sedangkan momen fleksi sudut hip dan knee masing-masing sebesar 1650 dan 154

0.

Dengan prosedur eksperimen yang sama, penyampaian data eksperimen ground

reaction force lainnnya disajikan dalam lampiran.


commit to user V-1

BAB V

ANALISA DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini berisi tentang analisis pengujian yaitu analisis uji sebelum Anova (Uji

Kenormalan, Uji Indepedensi, Uji Homogenitas), Uji Anova, dan Uji setelah

Anova.

5.1. Analisis Uji ANOVA

Uji ANOVA dilakukan untuk mengetahui apakah faktor model tangga,

pergerakan jalan dan berat badan berpengaruh pada perubahan nilai GRF (Ground

Reaction Force). Uji ANOVA menghasilkan keputusan apakah H0 ditolak atau H0

diterima. Pemilihan keputusan ditentukan dengan membandingkan antara f hitung

dan f tabel. H0 diterima bila f hitung lebih kecil dari f tabel .

Uji ANOVA adalah uji univariate, maksudnya adalah uji terhadap satu hasil

perlakuan dengan kombinasi tiga faktor yang berpengaruh masing-masing pada

tiga level yang berbeda. Faktor yang dimaksud adalah model tangga, pergerakan

jalan dan berat badan dan dari perhitungan pada bab IV dari tiap-tiap fase dapat

dihasilkan pada tabel berikut :

Tabel 5.1 Hasil Perhitungan Fase Loading Respon


SSa 2 122,7461343 61,3730671 0,15430026 3,123907449 Terima

SSb 1 26,42501157 26,4250116 0,06643608 3,973896992 Terima

SSc 3 6349,382431 2116,46081 5,32107093 2,73180701 Tolak

SSab 2 70,68175926 35,3408796 0,00067628 2,996004721 Terima

SSac 6 66,86340278 11,1439005 0,00021325 2,098871558 Terima

SSbc 3 94,97704861 31,6590162 0,00060582 2,605178757 Terima

SSabc 6 110,5684722 18,4280787 0,00035264 2,098871558 Terima

error 72 28638,0656 397,750911 1 1,477376311


commit to user V-2

Dari perhitungan dapat disimpulkan bahwa:

a. Faktor model tangga tidak berpengaruh secara signifikan terhadap

perubahan nilai GRF.

b. Faktor pergerakan jalan tidak berpengaruh secara signifikan terhadap


c. Faktor berat badan berpengaruh secara signifikan terhadap perubahan nilai

GRF.

d. Interaksi antara faktor model tangga dan pergerakan jalan tidak mempunyai

pengaruh secara signifikan terhadap perubahan nilai GRF.

e. Interaksi antara faktor model tangga dan berat badan tidak mempunyai


f. Interaksi antara faktor pergerakan jalan dan berat badan tidak mempunyai


g. Interaksi antara faktor model tangga, pergerakan jalan dan berat badan tidak

mempunyai pengaruh secara signifikan terhadap perubahan nilai GRF.

Dari pengujian ANOVA fase loading respon di atas dapat dilihat bahwa

hanya faktor berat badan yang memasuki wilayah kritis Fhitung

> Ftabel maka hanya

faktor berat badan yang perlu dilakukan pengujian selanjutnya yaitu pengujian

setelah ANOVA dengan metode student-newman keul.

Tabel 5.2 Hasil Perhitungan Manual Fase Mid Stance


SSa 2 110,66575 55,33287 2,16190 3,03767 Terima

SSb 1 171,64584 171,64584 6,70635 3,88487 Tolak

SSc 3 9130,26927 3043,42309 118,90920 2,64640 Tolak

SSab 2 47,46671 23,73335 0,00037 2,99601 Terima

SSac 6 45,86328 7,64388 0,00012 2,09887 Terima

SSbc 3 56,31024 18,77008 0,00029 2,60518 Terima

SSabc 6 56,76075 9,46012 0,00015 2,09887 Terima

error 72 15024,55649 54,83415 1 1,35472


commit to user V-3


a. Faktor model tangga tidak mempunyai pengaruh secara signifikan terhadap


b. Faktor pergerakan jalan berpengaruh secara signifikan terhadap perubahan

nilai GRF.


GRF.











> Ftabel sedangkan interaksi dari semua antar

faktor tidak memasuki wilayah kritis Fhitung > F tabel maka interaksi antar faktor

tidak perlu dilakukan pengujian setelah ANOVA.

Tabel 5.3 Hasil Perhitungan Manual Fase Toe Off


SSa 2 525,60632 262,80316 16,67687 3,03767 Tolak

SSb 1 682,22229 682,22229 32,68963 3,88487 Tolak

SSc 3 9197,52591 3065,84197 32,03207 2,64640 Tolak

SSab 2 121,51627 60,75814 0,00127 2,99607 Terima

SSac 6 53,23479 8,87247 0,00019 2,09894 terima

SSbc 3 11,23591 3,74530 0,00008 2,60524 terima

SSabc 6 29,96979 4,99497 0,00010 2,09894 terima

error 72 15024,55649 54,83415 1 1,35472


commit to user V-4


a. Faktor model tangga berpengaruh secara signifikan terhadap perubahan nilai

GRF.

b. Faktor pergerakan jalan berpengaruh secara signifikan terhadap perubahan

nilai GRF.


GRF.














ANOVA.

5.2. Analisis Uji Setelah ANOVA

Dari hasil pengujian ANOVA terhadap masing-masing faktor dan

interaksinya dari tiap fase baik dari fase loading respon, mid stance maupun toe

off dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Fase Loading Respon

Pada uji ANOVA fase loading respon hanya faktor berat badan yang


> Ftabel maka hanya faktor berat badan yang perlu

dilakukan pengujian selanjutnya yaitu pengujian setelah ANOVA dengan metode

student-newman keul.


commit to user V-5

2. Fase Mid Stance



> Ftabel sedangkan faktor model tangga dan

interaksi dari semua antar faktor tidak memasuki wilayah kritis Fhitung > F tabel

maka tidak perlu dilakukan pengujian selanjutnya yaitu pengujian setelah

ANOVA dan setelah dilakukan uji setelah ANOVA hanya faktor berat badan yang

memiliki nilai signifikan maka dapat disimpulkan bahwa faktor berat badan

mempunyai pengaruh yang terbesar terhadap perubahan nilai GRF.

Padahal dalam uji ANOVA, didapatkan bahwa pergerakan jalan

berpengaruh terhadap perubahan nilai GRF. Hasil ini dikarenakan faktor

pergerakan jalan pada fase mid stance mempunyai pengaruh yang relatif sangat

kecil terhadap perubahan nilai GRF.

3. Fase Toe Off






ANOVA dan setelah dilakukan uji setelah ANOVA hanya faktor berat badan yang

memiliki nilai signifikan maka dapat disimpulkan bahwa faktor berat badan

mempunyai pengaruh yang terbesar terhadap perubahan nilai GRF.

Padahal dalam uji ANOVA, didapatkan bahwa model tangga dan

pergerakan jalan berpengaruh terhadap perubahan nilai GRF. Hasil ini

dikarenakan faktor model tangga dan pergerakan jalan pada fase toe off

mempunyai pengaruh yang relatif sangat kecil terhadap perubahan nilai GRF.


commit to user VI-1

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bagian terakhir yang membahas tentang kesimpulan

yang diperoleh serta saran untuk pengembangan penelitian lebih lanjut. Penjelasan

dari kesimpulan dan saran tersebut diuraikan pada sub bab di bawah ini.

6.1 KESIMPULAN

Dari seluruh tahap-tahap penelitian yang telah dilaksanakan, maka dapat

ditarik kesimpulan, sebagai berikut:

1. Pada uji ANOVA yang telah dilakukan dari semua faktor-faktor mulai dari

faktor model tangga, pergerakan jalan, dan berat badan terhadap semua fase

mulai dari fase loading respon, mid stance maupun toe off ternyata hanya

faktor berat badan yang mempunyai nilai signifikan dan dapat disimpulkan

bahwa faktor berat badan adalah faktor yang paling berpengaruh terhadap


2. Untuk mengetahui faktor berat badan dari fase mana yang paling berpengaruh

terhadap perubahan nilai GRF, dapat dilihat nilai signifikansi yang terbesar

dari tiap fase dan ternyata diperoleh fase toe off yang memiliki nilai

signifikansi terbesar diikuti fase loading respon kemudian fase mid stance.

3. Faktor yang mempunyai pengaruh terkecil dan dari semua fase mulai dari fase

loading respon, mid stance maupun toe off ternyata faktor pergerakan jalan

(naik-turun) mempunyai nilai signifikansi yang paling kecil. Itu berarti faktor

pergerakan jalan (naik-turun) merupakan faktor yang paling kecil mempunyai

pengaruh terhadap perubahan nilai GRF.

6.2 SARAN

Saran yang dapat diberikan untuk langkah pengembangan atau penelitian

selanjutnya, sebagai berikut:

1. Perlu adanya pemberian pelatihan kepada responden sebelum melakukan

eksperimen biomekanika naik dan turun tangga, sehingga output yang

dihasilkan dari force platform lebih akurat.


commit to user VI-2

2. Sebelum pelaksanaan eksperimen dilakukan pertimbangan yang matang

dalam memilih lokasi eksperimen, karena frekuensi dari peralatan-peralatan

lain berpotensi mengganggu frekuensi radio force platform.

PENGARUH MODEL TANGGA, KEGIATAN NAIK DAN TURUN …/Pengaruh... · Pengujian eksperimen dilakukan...

Documents

Transcript of PENGARUH MODEL TANGGA, KEGIATAN NAIK DAN TURUN …/Pengaruh... · Pengujian eksperimen dilakukan...