Download - 1 biomekanik
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 1/102
BIOMEKANIKAANAN NUGROHO
ILMU DASAR KEPERAWATAN 1STIKES SURYA GLOBAL YOGYAKARTA
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 2/102
Outline
1. Definisi
2. Cakupan Keilmuan
3. Hukum Newton4. Mekanika Tubuh Manusia
5. Aplikasi & Contoh
6. Analisis Kasus
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 3/102
1.Definisi & TujuanMekanika : “studi tentang bagaimana sesuatu bergerak dan
apa yang menyebabkan bergerak”(Hickman, 1995)
Biomechanic :” Biomekanik adalah ilmu yang mempelajaristruktur dan fungsi sistem biologi dengan menggunakanpengetahuan dan metode mekanika”.(Hatze, 1974)
Sedangkan menurut Hay’s, Biomekanik adalah ilmu yang -
dan efek yang dihasilkan oleh gaya-gaya tertentu
Biomekanika “studi ttg gerakan yang dihasilkan oleh sistemmuskuloskeletal”
We might think of biomechanics as the “physics of humanmovement”
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 4/102
Sistem Kerangka Dan Otot Manusia (Musculoskeletal System)
1. Tulang
• Bagian ini tersusun dari jaringan yang sangat keras berfungsi sebagaipembentuk kerangka dan pelindung dari organ dalam. Tulang dalam sistemgerak berfungsi pembentuk gerakan pasif. Tulang juga berperan pentingproses pembentukkan sel-sel darah merah di bagian sumsum.
2. Sambungan Tulang Rawan (Cartilage)
• Jaringan ini berfungsi sebagai penghubung antar tulang seperti pada setiap
sambungan. Dengan adanya jaringan ini pergerakan tulang relatif kecil,sehingga melindungi dari pergeseran tulang.
3. Ligamen
• Berfungsi sebagai penghubung bagian sambungan dan menempel pada tulangpada ujungnya. Ligamen memiliki peranan penting dalam melindungipersendian. Ligamen tersebut untuk membatasi rentang gerak dari tulangyang dihubungkan
4. Otot
• Penggerak utama dalam tubuh manusia adalah otot atau sering disebutsabagai alat gerak aktif. Sel-sel otot menghasilkan panas tubuh untuk menjagakestabilan panas tubuh akibat pengaruh dari luar. Tendon merupakan ototpanjang dengan kekuatan elastis yang tinggi.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 5/102
Tujuan mempelajari ilmu biomekanika antara lain:
• Untuk menjelaskan tiap komponen dari seluruhsistem tubuh dan interaksinya.
• Untuk mensimulasikan kondisi berbahaya, sulit
untuk diukur atau waktu dan biaya yang .
• Untuk memperkirakan resiko yang mungkinmuncul dari sebuah pekerjaan dan
memperkirakan beban maksimal yang amanuntuk diangkat.
• Meningkatkan performa gerakan.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 6/102
Statics Dynamics FluidsDeformable
Solids
(Bio)mechanics
2. Cakupan Keilmuan
Kinematics Kinetics
Linear Angular
Stress Strain
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 7/102
Mechanics
Statics
constant state of
motion
Dynamics
acceleration
present
Kinematics KineticsKinetics of
motionless systems
Constant
velocity
systems
Kinematics Kinetics
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 8/102
Kinetics : study of the variables that describe or
quantify motion
• Displacement
• Velocity
• Acceleration
Kinematics – study of the variables that cause or
influence motion
• Forces
• Torques
• Mass
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 9/102
3. Hukum Newton
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 10/102
Gaya adalah suatu tarikan atau doronganyang dikerahkan sebuah benda terhadap bendalain. Satuan gaya dalam MKS adalah Newton (N ), dan dalam cgs adalah dyne.
PENGERTIAN GAYA
Gaya dapat diukur langsung denganmenggunakan neraca pegas.Besarnya gaya yang diukurditunjukkan oleh jarum penunjukyang ada pada neraca pegas.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 11/102
Gaya dapat kita bedakan menjadi dua, yaitu:Gaya Sentuh adalah gaya yang bekerja padabenda akibat adanya sentuhan. Contoh gaya
sentuh antara lain gaya otot dan gaya gesek.
PENGERTIAN GAYA
Gaya Tak Sentuh gaya tak sentuh adalahgaya yang bekerja pada benda tanpa adanya
sentuhan dengan benda tersebut. Contohgaya tak sentuh antara lain gaya gravitasibumi dan gaya listrik.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 12/102
MACAM MACAM GAYA
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 13/102
Dalam fisika ada bermacam-macam gayadiantaranya adalah sebagai berikut:1.Gaya BeratGaya berat merupakan gaya gravitasi yang
bekerja pada suatu benda.
MACAM MACAM GAYA
. aya ormaGaya normal adalah gaya sentuh yang timbulakibat sentuhan dua benda.
3. Gaya Tegangan TaliGaya tegangan tali bekerja pada dua bendayang dihubungkan oleh tali.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 14/102
4. Gaya GesekGaya gesek terjadi pada bidang sentuhantara permukaan dua benda. Arah gaya gesekberlawanan dengan arah gerak benda.
5. Gaya Tekan
MACAM MACAM GAYA
satuan luas permukaan.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 15/102
Beberapa gaya yang bekerja pada suatau bendadalam satu garis kerja dapat diganti olehsebuah gaya yang dinamakam Resultan Gaya.
Dengan memperhatikan gaya sebagai besaran
RESULTAN GAYA
yang mem ara , esarnya resu an gaya(sama dengan jumlah aljabar gaya-gayatersebut dan secara matematis dirumuskan:
..321
F F F F R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 16/102
RESULTAN GAYA
• Untuk gaya-gaya SEARAH, resultannyaditambahkan.
• Untuk gaya-gaya BERLAWANAN ARAH,
resultannya dikurangkan.
• -
LURUS,gunakan teorema Phytagoras resultannya
ditambahkan.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 17/102
Hukumukum I Newtonwton
Bila jumlah gaya-gaya yang bekerja pada bendasama dengan nol, maka benda pasti dalam
keadaan diam atau bergerak lurus beraturan.”
Σ F = 0 Berakibat pada :
• Benda DIAM atau
• Benda bergerak lurus beraturan (GLB)
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 18/102
Hukumukum I Newtonwton
• Penjelasan hukum 1 Newton adalah : Sifat benda untukmempertahankan keadaannya yang diam tetap diam, yangbergerak lurus beraturan tetap bergerak lurus beraturan disebutinersia benda atau juga disebut kelembaman.
• Sifat lembam benda adalah sifat mempertahankan keadaannya,
yaitu keadaan tetap diam atau keaduan tetap bergerak
.
• Setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali adagaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.
Berarti jika resultan gaya nol, maka pusat massa dari suatubenda tetap diam, atau bergerak dengan kecepatan konstan(tidak mengalami percepatan).
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 19/102
Hukum Iukum I Newtonwton
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 20/102
Contoh hukum Newton
• Penumpang akan serasa terdorong kedepan saat
mobil yang bergerak cepat direm mendadak.
• Koin yang berada di atas kertas di meja akan tetap
Hukum Iukum I Newtonwton
sana et a ertas tar secara cepat.
• Ayunan bandul sederhana.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 21/102
• Hukum ini berbunyi: Percepatanrcepatan dariari suatuuatu bendaenda
akankan sebandingebanding denganengan jumlahumlah gayaaya resultanesultan
gayaaya) yang yang bekerjaekerja padaada bendaenda tersebutersebut danan
berbandingerbanding terbalikerbalik denganengan massanyaassanya.
• sebuah benda dengan massa M mengalami gaya
Hukum Iukum II Newtonwton
Percepatanrcepatan dariari suatuuatu bendaenda
akankan sebandingebanding denganengan jumlahumlah gayaaya resultanesultan
gayaaya) yang yang bekerjaekerja padaada bendaenda tersebutersebut danan
berbandingerbanding terbalikerbalik denganengan massanyaassanya.
resu tan se esar a an menga am percepatan a
yang arahnya sama dengan arah gaya, dan
besarnya berbanding lurus terhadap F dan
berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada
suatu benda sama dengan turunan dari
momentumlinear benda tersebut terhadap waktu.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 22/102
• Hukum ini berbunyi:Percepatanrcepatan dariari suatuuatu bendaenda akankan sebandingebanding
denganengan jumlahumlah gayaaya resultanesultan gayaaya) yang yang
bekerjaekerja padaada bendaenda tersebutersebut danan berbandingerbanding
terbalikerbalik denganengan massanyaassanya.
Hukum Iukum II Newtonwton
Percepatanrcepatan dariari suatuuatu bendaenda akankan sebandingebanding
denganengan jumlahumlah gayaaya resultanesultan gayaaya) yang yang
bekerjaekerja padaada bendaenda tersebutersebut danan berbandingerbanding
terbalikerbalik denganengan massanyaassanya.
Secara matematis dirumuskan:
maF ataum
F a
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 23/102
Contohontoh hukumukum III Neewtonton
• Pada gerakan di dalam lift. Ketika kita berada di
dalam lift yang sedang bergerak, gaya berat
kita akan berubah sesuai pergerakan lift. Saat
lift bergerak ke atas, kita akan merasakan gaya
berat yang lebih besar dibandingkan saat lift a am ea aan am. a yang se a nya
terjadi ketika lift yang kita tumpangi bergerak
ke bawah. Saat lift bergerak ke bawah, kita
akan merasakan gaya berat yang lebih kecildaripada saat lift dalam keadaan diam.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 24/102
Hukum Iukum III Newtonwton
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 25/102
• Hukum ini berbunyi :
“Jika suatu benda mengerjakan gaya pada
benda lain maka benda yang di kenai gaya
akan mengerjakan gaya yang besarnya
sama dengan gaya yang di terima dari
Hukum Iukum III Newtonwton
benda pertama tetapi arahnya
berlawanan”.
• Hukum ini disebut aksi dan reaksi
F F 21
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 26/102
Penerapan Hukum III Newton
Peristiwa-peristiwa yang berhubungan dengan HukumIII Newton, yaitu :
• Ketika peluru ditembakkan kedepan, maka senapan
akan terdorong ke belakang.
• Mesin et mendoron as ke belakan sedan kan
pesawat jet meluncur ke depan.
• Memperbesar gaya gesek pada sepatu, roda mobil,
tangga rumah sakit, pegangan raket.
• Peredaman benturan pada Helm, sarung tinju, sistem
safety riding kendaraan.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 27/102
Berat Benda & Berat Jenis BendaBerat Benda & Berat Jenis Benda
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 28/102
Berat benda adalah besarnya gaya gravitasi yang bekerja
pada benda tersebut.
• Simbol : W
• Satuan : Newton (N)
• Persamaan :
W = m.g g = 9,8 m/s2 g ≈ 10 m/s2
Keterangan :
• m = massa benda (kg)
• W = berat benda (N)
• g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 29/102
Faktor-faktor yang menentukan berat
benda (gaya berat) :• Percepatan gravitasi, tempat benda
berada
• Jarak benda ke ermukaan bumi
• Tempat benda di permukaan bumi
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 30/102
Massa benda (m) Berat Benda (W)
1. Berasal dari zatpenyusunnya
1. Berasal dari gaya tarikbumi
2. Selalu tetap, tidak
tergantung tempat
2. Selalu berubah,
tergantung tempat 3. Besaran skalar 3. Besaran vektor
4. Besaran pokok 4. Besaran turunan
5. Satuannya : kg 5. Satuannya : Newton(N)
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 31/102
LATIHAN SOAL
1. Sebuah benda yang massanya 2 kg didorong
dengan gaya tetap sebesar 5 Newton, sehingga
bergerak. Tentukan besar percepatan gerak
benda tersebut!
2. Berapa besar gaya yang harus diberikan pada
benda yang massanya 1,5 kg agar bergerak
dengan percepatan 4 m/s2
?
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 32/102
LATIHAN SOAL
3. Dua buah meja yang massanya masing-masing 2 kg
didorong oleh seorang anak dengan gaya sebesar 50
Newton. Berapa besar percepatan gerak kedua meja
tersebut?
-
.
bermassa 2,5 kg dan 15 kg diberi gaya dorong yang
sama, ternyata benda yang massanya lebih besar
bergerak dengan percepatan 4 m/s2. Berapa besar
percepatan gerak benda yang massanya lebih kecil?
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 33/102
LATIHAN SOAL
5. Dua buah mobil yang massanya 1500 kg dan 2000 kg
mendapat gaya mesin yang sama. Bila percepatan
gerak mobil yang lebih ringan adalah 4 m/s2,
berapakah percepatan gerak mobil yang massanya
lebih besar?
6. Dua orang anak melakukan tarik tambang dengan gaya
masing-masing 200 Newton. Berapa besar percepatan
yang dialami oleh kedua anak tersebut?
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 34/102
LATIHAN SOAL
7. Tentukan besar resultan gaya, dari gambar-gambar dibawah ini :
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 35/102
LATIHAN SOAL
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 36/102
LATIHAN SOAL
8. Sebuah meja didorong oleh dua oarang anak. Anak
pertama mendorong kearah selatan dengan gaya 50 N,sedangkan anak kedua mendorongnya ke arah barat
dengan gaya 120 N. Tentukan besar resultan gaya yang
bekerja pada meja!
9. Pada sebuah benda bekerja dua buah gaya yang saling tegak lurus dengan besar masing-masing 60 N dan 80 N.
Berapa besar resultan kedua gaya yang bekerja pada
benda?
10. Amir dan Umar melakukan tarik tambang dan merekamampu memberikan gaya yang besarnya sama yaitu 250
N. Tentukan besar resultan kedua gaya tersebut?
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 37/102
Gaya pada saat tumbukan
• Momentum adalah hasil kali massa dankecepatan besaran vektor
P = m. v
• Saat menumbuk suatu benda padat, bagian
perlambatan (deselerasi) yang cepat dan akanmenghasilkan gaya yang besar
• Gaya setara dengan laju perubahan momentum
F = m . a = m (Δ v/ Δ t) = Δ(v)/Δt
• F sama dengan laju perubahan momentum
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 38/102
Gaya pada saat tumbukan
Contoh kasus :
Seseorang yang berjalan dengan kecepatan 1 m/dtksecara tidak sengaja menabrak suatu batang besimelintang di bagian kepalanya, kepala orang tersebut
berhenti pada sekitar 0,01 detik dan menempuh jarak am a an , m mm , massa epa a g, erapa
gaya yang menyebabkan perlambatan ini?
Jawab :
Perubahan momentum Δ (mv) = (3 kg)(0 m/dtk) – (3 kg)(1m/dtk) = - 3 kg m/dtk.
Karena itu F = (-3 kg m/dtk)/(0,01 dtk) = - 300 N
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 39/102
Gaya pada saat tumbukan
Contoh soal :
Apabila kita ulangi kecelakaan ini dengan batang bajaberbantalan 0,02 m (2 cm) maka waktu perlambatan akan
meningkat menjadi 0,04 dtk, berapa gaya yang bekerja
Jawab :
F = Δ (mv)/ Δ t = ( 3 kf m/dtk) / 0,004 dtk) = 75 N
Suatu pengurangan yang cukup bermakna dari kasuspertama
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 40/102
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 41/102
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 42/102
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 43/102
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 44/102
4. Mekanika Tubuh
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 45/102
45
F R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 46/102
46
F R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 47/102
•• ARF ARF Force ArmForce Arm
Levers
•• FAR FAR 1st 1st
A A
FF RR
| Force ArmForce Arm ||| Resistance ArmResistance Arm ||
|| Resistance ArmResistance Arm ||
© 2007 McGraw-Hill Higher
Education. All rights reserved
3-47
•• AFR AFR 3rd 3rd
|| Resistance ArmResistance Arm ||
nn
A A
RR FF
A A
RR
|| Force ArmForce Arm ||
FF
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 48/102
F R
48
Mechanical advantage or disadvantage?
How does mechanical advantage affectmovement of the lever?
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 49/102
Biomekanika Kepala
• Agar tubuh dapat berada dalam keadaan
istirahat dan dalam keseimbangan (statik),
jumlah gaya yang bekerja padanya di semua
sama dengan nol
• Gaya yang bekerja pada kepala dalam keadaan
statis/diam adalah titik tumpuannya terletakdiantara gaya berat dan gaya otot
M
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 50/102
First Class
F R
A
F A R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 51/102
First Class
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 52/102
First Class
• Neck extension
• Erector spinae
and Splenius
F
R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 53/102
First Class
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 54/102
First Class
• Elbow extension
• Triceps
A
F
R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 55/102
First Class
• Designed for speed and range of motion when
the axis is closer to the force
• Designed for strength when the axis is closer
A
F R
A
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 56/102
Second Class
FR
A
A R F
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 57/102
Second Class
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 58/102
Second Class
• Plantar flexion
• Gastrocnemius
and Soleus
A
F
R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 59/102
Second Class
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 60/102
Second Class
• Designed more for force
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 61/102
Third Class
F R
A
A F R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 62/102
Third Class
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 63/102
Third Class
• Elbow flexion
• Biceps brachii and
Brachialis
A
F
R
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 64/102
Third Class
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 65/102
Table 3.1
CLASS ARRANGEMENT ARM MOVEMENT
FUNCTIONAL
DESIGN
RELATIONSHIP
TO AXIS
PRACTICAL
EXAMPLE
HUMAN
EXAMPLE
1ST F-A-R Resistance arm
and force arm
in opposite
direction
Balanced
movements
Axis near
middle
Seesaw Erector
spinae neck
extension
Speed and
range of
Axis near
force
Scissors Triceps
Force
(Strength)
Axis near
resistance
Crow bar
2ND A-R-F Resistance arm
and force arm
in samedirection
Force
(Strength)
Axis near
resistance
Wheel
barrow,
nutcracker
Gatroc and
soleus
3RD A-F-R Resistance arm
and force arm
in same
direction
Speed and
range of
motion
Axis near
force
Shoveling
dirt, catapult
Biceps
brachii
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 66/102
Factors In Use of Anatomical Levers
• A lever system can be balanced if the F and FA
equal the R and RA
F
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 67/102
Keuntungan mekanik
Perbandingan antara gaya otot dan gaya berat
Gaya berat (W) Gaya otot (M)
Iw IM
Keuntungan Mekanik =
w
M
I
I
M
W
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 68/102
Balanced
R F
Force Arm Resistance Arm
A
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 69/102
Balance with More Force
R F
Force Arm Resistance Arm
A
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 70/102
Balanced with Less Force
R
Force Arm Resistance Arm
A
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 71/102
Factors In Use of Anatomical Levers
• A lever system can become unbalance when
enough torque is produced
• Torque is the turning effect of a force; inside
.
• Torque = Force (from the muscle) x Force Arm
(distance from muscle insertion from the
joint)
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 72/102
Practical Application
• Force is produced by themuscle
• FA the distance from joint
Force
R e
si s t
. .insertion of the force
• Resistance could be aweight, gravity, etc.
• RA the distance from jointto the center of theresistance
an c e
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 73/102
Examples1. How much torque needs to
be produced to move 4,5kg when the RA is 0.25 m
.
• Use the formula F x FA = Rx RA
• Note: A Newton is the unit of forcerequired to accelerate a mass of onekilogram one meter per second persecond.
Force
R e si s t an c e
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 74/102
Example 1
• F x 0.1 meters = 45 N x 0.25 meters
• F x 0.1 kg = 11.25 Kg-meters
• F = 112.5 N
A
45 ?
FA = 0.1
RA = 0.25
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 75/102
Example 2: Increasing the FA
2. What if the FA was increased to 0.15 meters?
• F x 0.15 meters = 45 N x 0.25 meters
• F x 0.15 = 11.25 Kg-meters
• F = 75 N
A
45 ?
FA = 0.15
RA = 0.25
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 76/102
Example 3: Decreasing the RA
3. What if the RA was decreased to 0.2 meters?
• F x 0.1 meters = 45 Kg x 0.2 meters
• F x 0.1 = 9 Kg-meters
• =
A
45 ?
FA = 0.1
RA = 0.2
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 77/102
77
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 78/102
78Baseball, tennis?
M h i l d di d
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 79/102
(R) – Resistance force
Mechanical advantage or disadvantage
79(A) – Axis of rotation/fulcrum
(F) – Applied force
Mechanical advantage or disadvantage?
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 80/102
Mechanical advantage or disadvantage?
80
Not many in the body
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 81/102
Mechanical advantage or disadvantage?
81
Many of these in body
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 82/102
Penggunaan Klinik
• Traksi leher
w
Arah tarik
katrol Arah tarikotot
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 83/102
Traksi tulang
w
Berat pemberat 1/7 kali BB
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 84/102
Traksi kulit
w
Berat pemberat 1/10 kali BB hanya untuk anak-anak dibawah 12 tahun
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 85/102
Summary
• The actual torque needed to move a given
resistance depends on the length of the FA
and RA
,
required torque decreases.
• As the FA decreases or RA increases, the
required torque increases.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 86/102
Levers Continued
• Inside the body, several joints can be “added”
together to increase leverage (e.g. shoulder,
elbow, and wrist.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 87/102
Lever Length
• Where is the velocity or speed the greatest; atS’ or Z’?
• How can this principle be applied to tennis?
S Z
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 88/102
Lever Length
• A longer lever would
increase speed at the
end of the racquet unless the extra
weight was too great.
Then the speed may
actually be slower.
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 89/102
PESAWAT
Setiap alat yang berguna untuk memudahkan
pekerjaan manusia
•Melipat gandakan gaya / kemampuan kita
•Mengubah arah gaya yang kita lakukan•Menempuh jarak yang lebih jauh atau
memperbesar kecepatan
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 90/102
JENIS-JENIS PESAWAT SEDERHANA
TUAS RODA
BIDANG
MIRING
KATROL
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 91/102
PESAWAT RUMIT
Pesawat yang terbentuk
ar e erapa pesawa
sederhana
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 92/102
PENGUNGKIT GOLONGAN 1
T
B
K
T
B
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 93/102
PENGUNGKIT GOLONGAN 2
Titik tumpu
Beban kuasa
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 94/102
PENGUNGKIT GOLONGAN 3
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 95/102
• Permukaan datar yang salah satu ujungnya
lebih tinggi dari pada ujung yang lain
BIDANG MIRING
• Contoh : jalan di pegunungan
• Contoh : papan seluncur
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 96/102
FUNGSI BIDANG MIRING
•Membantu memindahkan benda yangterlalu berat
KEUNTUNGAN BIDANG MIRING•Gaya yang dibutuhkan lebih kecil
KELEMAHAN BIDANG MIRING•Jarak yang ditempuh lebih jauh
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 97/102
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 98/102
BAJI
Alat – alat yang mempergunakan prinsip
bidang miring :
PERBEDAAN BAJI
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 99/102
PERBEDAAN BAJI
DAN BIDANG MIRING
• Bidang miring yang bergerak bendanya
• Baji, yang bergerak / digerakkan adalah bidang
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 100/102
• Suatu roda yang berputar pada porosnya.
• Biasanya digunakan bersama-sama
den an rantai atau tali
KATROL
• Digunakan untuk menarik benda
KATROLTETAP
KATROLBEBAS
KATROLMAJEMUK
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 101/102
KATROL TETAP
• Katrol yang posisinya tidak berubah karenadipasang pada tempat tertentu
7/23/2019 1 biomekanik
http://slidepdf.com/reader/full/1-biomekanik 102/102
KATROL BEBAS
• Katrol yang posisinya selalu berubah karena
tidak ditempatkan di tempat tertentu.