BIOMEKANIKA
•
1.
Pengukuran
•
2.
Gerak
•
3.
Gaya
•
4.
Hukum Newton
•
5.
Kesetimbangan
•
6.Analisa
Gaya dan Kegunaan Klinis
1. Pengukuran
a.
Pendahuluan.
Fisika (sains pada umumnya) merupakan
ilmu kuantitatif. Fakta dan gejala fisis harus dinyatakan secara kuantitatif.
Karena itu diperlukan pengukuran.
b.
Konsep pengukuran
Pengukuran : membandingkan nilai
dari besaran yang
diukur dengan nilai yang
ditunjukkan oleh alat ukur.
Contoh : mengukur panjang
menggunakan penggaris.
Pengukuran memerlukan besaran dan satuan.
c.
Besaran dan Satuan
Panjang seutas tali 5 meter.
Panjang adalah besaran, meter adalah
satuan dan 5 adalah nilai (besar).
Besaran adalah sesuatu dari benda yang
dapat ditentukan nilai atau besarnya. Untuk menyatakan nilai dari besaran
secara tepat diperlukan satuan.
d.
Sistem Satuan
Agar ada keseragaman dalam penggunaan
besaran dan satuan, diperlukan sistem (aturan) yang disebut Sistem Satuan.
Sistem Satuan yang digunakan sekarang adalah Sistem Internasional (SI).
e. Sistem Internasional
Dalam SI ditentukan terlebih dahulu 7 besaran yang disebut besaran
pokok, serta satuannya masing-masing.
|
No.
|
Besaran Pokok
|
Satuan
|
|
1.
|
panjang
|
meter (m)
|
|
2.
|
massa
|
kilogram (kg)
|
|
3.
|
waktu
|
sekon (s)
|
|
4.
|
suhu
|
kelvin (K)
|
|
5.
|
kuat arus
|
ampere (A)
|
|
6.
|
intensitas cahaya
|
candela (cd)
|
|
7.
|
jumlah zat
|
mole
|
Besaran-besaran lain yang diturunkan dari besaran pokok disebut besaran
turunan.
Contoh :
|
No.
|
Besaran Turunan
|
Satuan
|
|
1.
|
luas
|
m2
|
|
2.
|
volume
|
m3
|
|
3.
|
kecepatan
|
m/s
|
|
4.
|
percepatan
|
m/s2
|
|
5.
|
gaya
|
kg m/s2 = newton (N)
|
|
6.
|
tekanan
|
N/m2 = pascal (Pa)
|
|
7.
|
usaha, energi
|
Nm = joule (J)
|
|
8.
|
daya
|
J/s = watt (W)
|
Awalan sebagai faktor pengali
|
awalan
|
nilai
|
|
Giga (G)
Mega (M)
|
109
106
|
|
Kilo (k)
|
103
|
|
Hecto (ha)
|
102
|
|
Deca (da)
|
101
|
|
Meter/gram
|
100 = 1
|
|
Deci (d)
|
10-1
|
|
Centi (c)
|
10-2
|
|
Mili (m)
|
10-3
|
|
Mikro (μ)
|
10-6
|
|
Nano (n)
|
10-9
|
|
Piko (p)
|
10-12
|
|
Femto (f)
|
10-15
|
|
Atto (a)
|
10-18
|
2. Gerak
q Konsep gerak.
Suatu benda dikatakan bergerak jika benda
itu mengalami perubahan kedudukan atau posisi terhadap suatu acuan tertentu.
q Gerak bersifat relatif.
Jenasah dalam mobil ambulans yang sedang
bergerak, diam atau bergerak?
Suatu benda dapat dikatakan diam atau
bergerak, tergantung acuan yang digunakan.
q Lintasan
Kumpulan titik-titik yang dilalui oleh
benda yang bergerak disebut lintasan. Berdasarkan bentuk lintasannya dikenal
gerak lurus, gerak melingkar, gerak parabola dan gerak yang lintasannya tidak
teratur.
q Jarak
Panjang lintasan yang ditempuh benda
bergerak, disebut jarak.
q Waktu = waktu tempuh:
adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tertentu.
q Kecepatan = jarak / waktu
q Gerak lurus
Gerak lurus dengan kecepatan tetap disebut
Gerak Lurus Beraturan (GLB). Pada GLB berlaku rumus:
s = v x t
s = jarak, satuannya m
v = kecepatan, satuannya m/s
t =
waktu, satuannya s
Contoh
Soal
Mobil
A bergerak dari Jogja ke Solo dengan kecepatan 72 km/jam. Pada saat yang
bersamaan mobil B bergerak dari Solo ke Jogja dengan kecepatan 90 km/jam. Jika
jarak Jogja-Solo 60 km,
Hitunglah:
a.
Setelah
bergerak berapa lama kedua mobil akan bertemu.
b.
Pada
jarak berapa dari Jogja, kedua mobil bertemu.
3. Gaya
4. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dilakukan oleh
suatu benda terhadap benda lain.
5. Gaya adalah besaran vektor yang memiliki besar (nilai)
dan arah.
6. Satuan gaya adalah kg m/s2 = newton (N)
7. Gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
Gaya sentuh: ada sentuhan (kontak) antara
benda yang memberi gaya dan benda yang mendapat gaya. Misal tangan mendorong
meja.
Gaya tak sentuh: tidak ada sentuhan
antara benda yang memberi gaya dan benda yang mendapat gaya. Misal gaya
gravitasi, gaya magnet.
q Akibat adanya gaya.
Ø Terjadi perubahan gerak.
diam menjadi bergerak, bergerak makin
cepat/lambat, bergerak menjadi diam, berbelok arah.
Ø Terjadi perubahan bentuk
Ø Terjadi perubahan volume
4.
Hukum Newton
A.
Hukum
I Newton = Hukum Kelembaman = Hukum
Inertia = Hukum Kemalasan
Jika tidak ada resultante gaya yang bekerja pada sebuah benda, maka
benda yang diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak akan bergerak lurus
dengan kecepatan tetap (bergerak lurus beraturan).
Setiap benda bersifat lembam (malas, inert). Kalau sedang diam malas
untuk mulai bergerak, dan kalau sedang bergerak malas untuk berbelok dan
mengubah kecepatan. Benda ingin mempertahankan keadaannya.
B.
Hukum II Newton.
Percepatan (a) yang dialami sebuah benda,
Ø berbanding
lurus dengan gaya (F) yang bekerja pada
benda a ~ F
Ø berbanding
terbalik dengan massa (m) benda a ~ 1/m
Gabungan 2 kenyataan ini,
dinyatakan secara matematis :
a = F/m atau
F = m a
F
= gaya, satuannya N
m
= massa, satuannya kg
a
= percepatan, satuannya m/s2
C.
Hukum III Newton
(Hukum Aksi-Reaksi)
Jika benda A melakukan gaya pada benda B maka benda B juga akan
melakukan gaya pada benda A, dengan gaya yang sama besar dan berlawanan arah.
Gaya oleh A terhadap B disebut aksi.
Gaya oleh B terhadap A disebut reaksi.
Syarat aksi-reaksi :
¨ Sama
besar
¨ Berlawanan
arah
¨ Bekerja
secara timbal-balik
5. Kesetimbangan
Gaya pada tubuh dalam keadaan
statis.
Tubuh dalam keadaan statis/setimbang, terjadi
karena resultante gaya sama dengan nol.
Dalam keadaan ini sistem tulang dan otot saling menopang dan berfungsi sebagai
sistem pengungkit atau pengumpil.
3 komponen dalam sistem pengungkit.
O = titik tumpuan
W = gaya berat
M = gaya otot
W dan M sama besar.
6.
Analisa gaya dan kegunaan klinik.
Dalam berbagai proses traksi, semua gaya yang bekerja menghasilkan
resultante gaya sama dengan nol, sehingga sistem yang ditraksi berada dalam
keadaan setimbang (statis).
Tunjukkan semua gaya yang bekerja pada proses traksi berikut, dan
perlihatkan bahwa resultante gayanya sama dengan nol.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar