TRAUMA MEKANIKTRAUMA MEKANIKOLEH OLEH JULIZARJULIZAR

BAGIAN FISIKA KEDOKTERANBAGIAN FISIKA KEDOKTERANFAK. KEDOKTERAN UANANDFAK. KEDOKTERAN UANAND

MEKANISME TRAUMA

TRAUMA: Kerusakan jaringan akibat intervensi gaya luar

yang berlebihan atau kecelakaan.

Kerusakan dapat disebabkan karena jaringan atau sistem mengalami

1. Deformasi: perubahan bentuk

2. Regangan (strain): perubahan panjang atau

luas

3. Puntiran (sprain): perubahan sudut

4. Kompresi: Perubahan volume

1. DEFORMASI

Deformasi pada benda biasanya terjadi akibat tumbukan. Misalnya pada tabrakan atau pada benda jatuh.

Pada tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum

p sblm bertumbukan = p ssdh bertumbukanm1.v1 + m2.v2 = m1.v’1 + m2.v’2

v1 dan v2 = kec. Benda I dan II sebelum bertumbukanv’1 dan v’2 = kec. Benda I dan II sesudah.bertumbukan

P = m.vP = m.v HK. Newton II: Laju perubahan momentum suatu benda HK. Newton II: Laju perubahan momentum suatu benda

sama dengan gaya total yang diberikan pada benda sama dengan gaya total yang diberikan pada benda tersebuttersebut..

amtvm

tvvm

tmvmvF

atautpF

.)( 1212

Semakin besar laju perubahan momentun semakin besar gaya yang mengintervensi benda yang bertabrakan, semakin besar perubahan bentuk yang dialami benda.

REGANGAN (STRAIN)Regangan bisanya mengakibatkan terjadinya perubahan panjang atau luas benda akibat adanya gaya eksternal yang berupa tarikan. Biasanya terjadi pada benda yang bersifat elastik. Misalnya: karet, otot dll.

Menurut Hukum HOOK: l = F/kl = pertambahan panjangF = Gaya Eksternalk = konstanta elastisitas

ll

F=m.g

Daera

h ek

astis

itas

Daerah plastisitasG

aya

F

l

Batas elastisitas

Titik patah

Diagram l vs F sepotong logam yang diberi tegangan

l maks dicapai pada titik Patah.

F maksimum yang mencapai titik patah disebut juga dengan Kekuatan Ultimat dari benda.

Besarnya l tidak hanya bergantung k dan F saja, tetapi juga oleh luas penampang A. dimana semakin besar A maka l semakin kecil.

Besaran F/A disebut juga tegangan (identik dengan Tekanan) yang berasal dari luar.

Besaran l/l disebut juga dengan regangan yang merupakan respon dari benda terhadap tegangan.

llAF

reganganteganganY

//

Untuk materi yang berbeda perbandingan tegangan dengan regangan ini berbeda yang dipengaruhi oleh konstanta elastisitas benda. Nilai perbandingan antara tegangan dengan regangan ini disebut juga konstanta elastisitas Young atau yang lebih dikenal dengan Modulus Young yang disimbolkan dengan Y dimana:

atauAF

Yll .1

Ternyata regangan berbanding lurus dengan tegangan pada daerah elastisitas.  

Untuk tulang (Tungkai), Y = 15 X 109 N/m2

Tegangan GeserTegangan Geser TegTeg.. Geser identik teg Geser identik teg.. tarik atau tarik atau

tekan tetapi memilik tekan tetapi memilik FF yang yang sama besar dan berlwanan sama besar dan berlwanan arah yang melintasi sisi-sisi arah yang melintasi sisi-sisi benda yang berlawanan. Ex. benda yang berlawanan. Ex. Sebuah buku tebal yang Sebuah buku tebal yang ditekan. ditekan. Modulus GeserModulus Geser

G =(F/A)G =(F/A)//((l / l )l / l )   Untuk Tulang G = 80 x 10Untuk Tulang G = 80 x 1099 N/m N/m22

F

F

l

l

F F maksmaks// luas yang bisa ditahan benda sampai luas yang bisa ditahan benda sampai batas patah yang disebabkan tegangan tarik, batas patah yang disebabkan tegangan tarik, tekan dan geser disebuttekan dan geser disebut kekuatan tarik, kekuatan kekuatan tarik, kekuatan tekan dan kekuatan geser dari benda tersebuttekan dan kekuatan geser dari benda tersebut..

Untuk tulang Kekuatan tarik: 130 x 10Untuk tulang Kekuatan tarik: 130 x 1066 N/m N/m22 Kekuatan tekan = 170 x 10Kekuatan tekan = 170 x 1066 N/m N/m22

  Untuk keamanan. Tegangan pada sebuah struktur Untuk keamanan. Tegangan pada sebuah struktur tidak tidak boleh melebihi 1/3 dari nilai tegangan yang terdapat pada boleh melebihi 1/3 dari nilai tegangan yang terdapat pada tabel Standar.tabel Standar.

Modulus kekakuan pada Modulus kekakuan pada PuntiranPuntiran

Jika sebatang logam Jika sebatang logam sepanjang l dengan sepanjang l dengan radius r dipuntir dengan radius r dipuntir dengan memberikan gaya memberikan gaya sebesar F akan sebesar F akan menyebabkan pipa menyebabkan pipa terpuntir dengan sudut terpuntir dengan sudut sebesar sebesar

Momen puntir Momen puntir M = m.g.rM = m.g.r ……… ………(1)(1)

F = m.g

l

r

Besarnya sudut puntiran dipengaruhi oleh nilai modulus Besarnya sudut puntiran dipengaruhi oleh nilai modulus kekakuan kekakuan (rigidity) dari materi yang mempunyai (rigidity) dari materi yang mempunyai hubungan sebagai berikut hubungan sebagai berikut

= 2M.l/= 2M.l/...r.r44 atau atauM =M =...r.r44../2l /2l ,,,,,,,,,,,,,,,,,, (2) (2)

dimana : dimana : = sudut puntiran= sudut puntiran;; M = momen puntiranM = momen puntiran,,L = panjang batangL = panjang batang;; = Modulus kekakuan benda = Modulus kekakuan benda,, = 3,14= 3,14 r = radius batang. r = radius batang.   Berdasarkan psm.1 dan 2 maka Berdasarkan psm.1 dan 2 maka batang d batang dapat apat dihitung dihitung

dengan mengdengan menggabunggabung psm 1 dan 2 psm 1 dan 2..m.g.r = m.g.r = ...r.r44../2l/2l = 2.m.g.l/= 2.m.g.l/.r.r33..

= modulus kekakuan (N/m= modulus kekakuan (N/m2 2 ) )

Aplikasi:Aplikasi: Puntiran(sprain = keseleo)Puntiran(sprain = keseleo) sering terjadi pada otot sering terjadi pada otot

dan sendi dan sendi dapat disebabkan karenadapat disebabkan karena::1. 1. Salah sikapSalah sikap2. 2. Terpeleset/tergelincirTerpeleset/tergelincir3. 3. Eksposure gaya eksternal yang besar. Eksposure gaya eksternal yang besar.

Akibat puntiran yang besar antara lain: Akibat puntiran yang besar antara lain: 1. 1. Trauma pada otot & sendiTrauma pada otot & sendi2. 2. Dislokasi sendiDislokasi sendi

3 jenis tegangan penyebab 3 jenis tegangan penyebab tulang patah:tulang patah:

Teg. tarik Teg. tekan Teg. geser