BIOMEKANIKA

 

v Penggunaan ilmu fisika dalam bidang kesehatan meliputi penggunaannya dalam menentukan fungsi tubuh baik kesehatan maupun penyakit yang dikenal sebagai faal fisika dan penggunaan ilmu fisika dalam praktek kedokteran seperti pengetahuan tentang benda/peralatan yang dipergunakan dalam bidang kedokteran (alat ultrasonik, laser, radiasi dan sebagainya).

Satuan dan pengukuran dalam bidang kesehatan

v Mengukur adalah membandingkan besaran yang akan diukur dengan suatu besaran standar. Dalam mengukur akan dicari korelasi atau interpretasinya dan sering pula diadakan perbandingan dengan prediksi teoritis untuk mendapatkan nilai ketelitian (accuracy) dan nilai kebenaran (precision)

v Tingkat ketelitian sangat tergantung dari panca indera manusia sedangkan kebenaran sangat tergantung dari kepekaan alat yang digunakan

v Proses pengukuran secara fisik dapat dibagi menjadi dua, yaitu

a. Proses Pengukuran Tunggal

Proses pengukuran ini hanya dilakukan satu kali

Misalnya : mengukur substansi asing yang dikeluarkan lewat

ginjal

b. Proses Pengukuran Berulangan

Proses pengukuran yang melibatkan sejumlah pengulangan

seperti per detik, per menit, per jam, dll

Misalnya : pengukuran pernapasan yang diperoleh dari nilai

pernapasan rata-rata kira-kira 15/menit

v Dari hasil pengukuran yang kita lakukan akan diperoleh suatu Besaran Fisika dan dari alat ukurnya kita akan memperoleh Nilai Besaran dan Satuan Besaran.

Contoh jika kita mengukur massa badan seseorang dengan menggunakan timbangan dan dari hasil pengukuran kita peroleh massanya 70 kg maka massa adalah besaran fisika yang telah kita ukur, nilai besaran adalah 70 dan satuan besaran adalah kilogram.

v Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dapat ditentukan besar (nilainya) serta memiliki satuan. Besaran dibedakan menjadi dua bagian yaitu :

a. Besaran berdasarkan satuannya dapat dibedakan menjadi :

· Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan tersendiri atau menjadi dasar dari penyusunan besaran lainnya, seperti :

- Panjang satuannya meter (m)

- Massa satuannya kilogram (Kg)

- Waktu satuannya detik (s)

- Arus listrik satuannya ampere (A)

- Temperatur satuannya Kelvin (K)

- Jumlah zat satuannya mol (mol)

- Intensitas cahaya satuannya Candela (cd)

· Besaran Turunan adalah besaran-besaran yang merupakan turunan dari besaran pokok seperti : luas (m²), kecepatan (m/s), dll

b. Besaran berdasarkan besar dan arahnya dapat dibedakan

menjadi :

· Besaran skalar yaitu besaran yang hanya mempunyai

nilai saja

Misalnya : jarak, massa, kelajuan, dll

· Besaran vektor yaitu besaran yang mempunyai nilai dan

arah

Misalnya : perpindahan, berat, gaya, kecepatan, dll

v Satuan adalah sesuatu yang dapat menunjukkan kuantitas suatu besaran yang dibagi menjadi dua bagian, yaitu:

a. Satuan baku yaitu satuan yang telah memenuhi standar internasional dan disebut sebagai satuan sistem SI

Misalnya : meter, kilogram, detik, dll

b. Satuan Tak Baku yaitu satuan yang dipakai secara terbatas disebut satuan sistem non SI (British dan American)

Misalnya : foot, centimeter (panjang), gram (massa), dyne,

poundforce (gaya), dll

v Dalam bidang kedokteran tidak semua satuan menggunakan sistem SI (Satuan Internasional) tetapi masih banyak yang menggunakan sistem non SI

Satuan yang Umum Digunakan Dalam Bidang Kedokteran

Kuantitas	Satuan
Massa Panjang Volume Waktu Gaya Energi Tenaga Tekanan Temperature	Gram Foot, Centimeter Liter Menit Dyne, Poundforce Kalori Kilokalori/Menit Millimeter Merkuri Celcius

v Di bidang kedokteran pengukuran secara fisik harus diimbangi dengan pengukuran di laboratorium karena dapat saja terjadi false positif atau false negatif

v False positif adalah suatu penyimpangan yang terjadi dimana penderita dinyatakan menderita suatu penyakit padahal tidak sama sekali Sedangkan false negatif adalah suatu penyimpangan yang terjadi dimana penderita dinyatakan tidak sakit padahal menderita suatu penyakit.

Hukum Dasar Dalam Biomekanika

v Dalam bidang kedokteran ilmu yang mempelajari tentang gerakan yang dihasilkan oleh tubuh dikenal dengan istilah biomekanika

v Konsep tentang gaya :

1. Konsep Aristoteles adalah untuk membuat suatu benda bergerak dengan kecepatan konstan maka dibutuhkan gaya yang konstan sedangkan peningkatan gaya dibutuhkan untuk menimbulkan percepatan

2. Konsep Galileo yaitu adanya gaya akan menyebabkan sebuah benda menjadi bergerak, menyebabkan benda yang bergerak akan menjadi berhenti serta dapat merubah arah gerakan.

3. konsep gaya menurut Isaac Newton (1643-1727).

Ada 3 hukum dasar mekanika yang dicetuskan oleh

Newton yaitu :

a. Hukum Newton pertama : setiap benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan, kecuali jika benda tersebut dipaksa untuk berubah keadaannya oleh gaya yang bekerja padanya. Hukum Newton pertama ini dikenal sebagai hukum inersia (hukum kelembaman)

Contoh : - bola bowling lebih inersia dibanding bola

tennis.

- tempat tidur dengan pasien lebih inersia

dibanding tempat tidur tanpa pasien

b. Hukum Newton kedua : jika ada sebuah gaya yang bekerja pada sebuah benda maka benda tersebut akan mengalami percepatan dimana arah percepatannya sama dengan arah gayanya

F = m . a

Dimana F = gaya yang bekerja (N)

m = massa (kg)

a = percepatan (m/s²)

c. Hukum Newton ketiga : jika sebuah benda memberikan gaya (aksi) sebesar F pada benda lain, maka benda kedua akan memberi gaya (reaksi) yang besarnya sama pada benda pertama tetapi arahnya berlawanan

F_aksi = F_reaksi

Gaya Aksi Reaksi

v Dalam konsep gaya menurut Newton juga dikenal adanya gaya normal dan gaya gesek. Gaya normal adalah gaya yang arahnya selalu tegak lurus bidang sentuh sedangkan gaya gesek adalah gaya yang arahnya sejajar bidang sentuh tetapi berlawanan dengan pergerakannya.

v Gaya gesek meliputi gaya gesek statis yaitu gaya gesek dalam keadaan diam (µ_s) dan gaya gesek kinetis yaitu gaya gesek dalam keadaan bergerak (µ_k)

(µ_s) > (µ_k) atau f_s = (µ_s) . N > f_k = (µ_k) . N.

Gaya Pada Tubuh

v Terdapat dua macam gaya pada tubuh manusia yaitu gaya pada tubuh dan gaya di dalam tubuh.

v Gaya pada tubuh adalah gaya yang bekerja pada tubuh, misalnya jika kita menabrak suatu objek maka kita dapat merasakan gaya dari tubuh kita sendiri.

v Gaya di dalam tubuh adalah gaya yang berada di dalam tubuh kita sendiri, misalnya gaya otot yang menyebabkan mengalirnya darah dan paru-paru yang memperoleh udara.

v Sistem otot dan tulang dari tubuh manu­sia bekerja sebagai pengumpil. Terdapat 3 macam sistem pengumpil yang bekerja dalam tubuh manusia yaitu :

a. Sistem pengumpil klas pertama.

Titik tumpuan terletak di antara gaya berat dan gaya otot.

	Keterangan : W = Gaya Berat M = Gaya Otot O = Titik Tumpuan
Sistem Pengumpil Klas Pertama

b. Sistem pengumpil Klas kedua

Gaya berat terletak di antara titik tumpuan dan gaya otot.

	Keterangan : W = Gaya Berat M = Gaya Otot O = Titik Tumpuan
Sistem Pengumpil Klas Kedua

c. Sistem pengumpil Klas ketiga

Gaya otot terletak di antara titik tumpuan dan gaya berat

	Keterangan : W = Gaya Berat M = Gaya Otot O = Titik Tumpuan
Sistem Pengumpil Klas Ketiga

Analisa Gaya dan Kegunaan klinik

v Gaya yang bekerja pada suatu benda atau tubuh manusia bisa gaya vertikal, gaya hori­sontal dan gaya yang membentuk sudut dengan bidang horisontal atau vertikal

v Gaya Vertikal

Apabila seseorang berdiri di atas suatu benda, maka orang tersebut memberi gaya di atas benda tersebut, sedangkan benda tersebut akan memberi gaya reaksi yang besarnya sama dengan gaya yang diberikan orang itu namun dengan arah yang berlawanan. Peristiwa ini merupakan hukum Newton ketiga. (aksi sama dengan reaksi).

Gaya Vertikal

v Gaya horizontal

· Jika ada dua buah gaya (F₁ dan F₂) horizontal yang bekerja pada suatu benda dimana arah kedua gaya tersebut sama, maka total gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah merupakan hasil pen_.jumlahan kedua gaya tersebut.

F_total = F₁ + F₂

F₁ F₂

· Jika ada dua buah gaya (F₁ dan F₂) horizontal yang bekerja pada suatu benda dimana arah kedua gaya tersebut berlawanan, maka total gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah merupakan selisih dari kedua gaya tersebut

F_total = F₁ - F₂

F₁ F₂

Contoh beberapa penggunaan analisa gaya horisontal yang diterapkan pada penggunaan klinik baik untuk pengobatan maupun untuk terapi

Analisa Gaya Untuk Penggunaan Klinik

v Gaya yang membentuk sudut

Gaya yang bekerja pada suatu tubuh membentuk sudut dengan garis horizontal atau garis vertikal pada gaya yang membentuk sudut yang perlu diperhatikan adalah penguraian vektor-vektornya yang merupakan proses kebalikan dari perpaduan vektor. Sebuah vektor dapat diuraikan menjadi komponen-komponen yang bertitik tangkap sama dan terletak pada satu bidang.

Vx = V cos α

Vy = V sin α

v Penguraian gaya-gaya tersebut dapat dimanfaatkan untuk penggunaan klinik atau pengobatan terutama bila terjadi cedera pada tulang dengan menganalisa gaya berdasarkan konsep vektor untuk mendapatkan beban sebagai pemberatnya.

Contohnya jika seseorang mengalami cedera pada leher atau otot kakinya, maka dapat dilakukan pengobatan dengan menggunakan traksi leher dan traksi otot.

Traksi leher	Traksi Kaki
Traksi Leher Dan Traksi Kaki

Fisika Olah Raga

v Ilmu fisika juga sangat bermanfaat bila diaplikasikan dalam bidang olah raga terutama dalam menentukan pusat gravitasi tubuh, momentum dan torsi sehingga berbagai macam gerakan yang dihasilkan tubuh menjadi lebih efesien dan maksimal

Pusat Gravitasi Tubuh (Center Of Gravity Of Humans)

v Penentuan pusat gravitasi tubuh manusia sangat berguna dalam pemakaiannya yaitu untuk menganalisa loncat tinggi, gymnastik dan berbagai macam aktivitas olah raga.

v Jika sebuah benda bergerak (baik bergerak linier atau rotasi), ada sebuah titik pada benda tersebut yang bergerak dengan lintasan yang sama, titik tersebut disebut pusat massa.

v Beberapa cara untuk menentukan pusat gravitasi :

a. menggantungkan sebuah objek (yang akan ditentukan pusat garvitasinya) pada dua buah titik yang berbeda

b. berdiri diatas sebuah papan yang kedua ujungnya terletak diatas timbangan

c. metode grafik melalui momen dari pusat gravitasi secara berantai

d. metode analisa

v Sebuah benda bermassa ‘m’ terdiri dari partikel-partikel dimana massa tiap partikel adalah m_i Setiap partikel dalam benda tersebut akan mengalami gaya gravitasi dan jika kita jumlahkan semua gaya gravitasi yang bekerja pada setiap partikel benda tersebut nilainya akan sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah titik. Titik ini yang disebut sebagai pusat gravitasi.

v Besarnya gaya gravitasi tersebut adalah M.g dimana M = Sm_i (jumlah total massa dari benda) dan g adalah percepatan gravitasi.

Hal-hal yang perlu diperhatikan yang berhubungan dengan pusat gravitasi:

- Tranfusi , infus harus lebih tinggi dari pasien

- Bila pasien mengeluh pusing, maka kepala pasien harus direndahkan

v Keseimbangan tubuh adalah tubuh dalam kondisi setimbang atau balans dan gaya-gaya yang bekerja saling meniadakan dan tubuh tetap dalam keadaan istirahat. Ada dua macam keseimbangan yaitu keseimbangan labil dan keseimbangan stabil

v Kesimbangan labil dapat terjadi bila garis pusat gravitasi jatuh di luar dasar penyokong dan luas dasar penyokong terlalu kecil

©¥_¸zúUºJ_å-„1_?ñÚ0È_F½ªé__ÓÜzÐ_)_|œ¡ÿ_¾iP6îU†_¡«¤uúRŽ¦Ü¨wghŸ¡¦_s·_xÏCWˆéM9$R_Ìæ,__<ýiJ8þ_ÏZ·‘÷yÎjMøÎGJ_gã__9Ç §p_#_ÀÀ«¹_w_™=Nzb˜_›_ò_ãÒ—€I_Oµ]_näcŠœ/®i_Êd‚p•(Î1ÏëW1Á_ù³RP+™Å€#,

Related Post: