KONSEP-KONSEP KINEMATIKA

Transkripsi

1 KONSEP-KONSEP KINEMATIKA TERMINOLOGI STANDAR : Mengkomunikasikan informasi khusus tentang gerak manusia (human movement) memerlukan terminologi khusus yang mengidentifikasi posisi dan arah tubuh dengan tepat Posisi Anatomis (Anatomical reference position) : Adalah posisi berdiri tegak dengan kaki sedikit lebar, kedua lengan rileks di samping badan, telapak tangan menghadap ke depan. Posisi ini bukan posisi berdiri alamiah, tetapi merupakan orientasi tubuh yang digunakan sebagai posisi permulaan ketika istilahistilah gerak didefinisikan

2 ISTILAH-ISTILAH ARAH Dalam menjelaskan hubungan bagian-bagian tubuh atau kedudukan benda yang berkaitan dengan tubuh manusia, maka diperlukan istilah-istilah arah : Superior : lebih dekat ke kepala (cranial) Inferior : jauh dari kepala (caudal) Anterior : ke arah depan badan (ventral) Posterior : ke arah belakang badan (dorsal) Medial : Ke arah garis tengah tubuh Lateral : jauh dari garis tengah tubuh Proximal : lebih dekat ke togok (mis: lutut lebih proximal dari ankle Distal : jauh dari togok (mis: wrist lebih distal dari pada sikut)

3 BIDANG ANATOMIS Tiga bidang hayal (cardinal plane) membagi massa tubuh menjadi tiga dimensi Sebuah bidang merupakan permukaan dua dimensi dimana orientasinya ditunjukkan dengan koordinat ruang dari tiga titik yang terputus-putus yang semuanya tidak berada pada garis yang sama (sebagai permukaan datar hayal) : sagittal plane, frontal plane, dan transverse plane

4 Sagittal plane (anteroposterior plane) : membagi tubuh secara vertikal kiri dan kanan dengan massa sama besar Frontal plane (coronal plane) : membagi tubuh secara vertikal depan dan belakang Transverse plane (horizontal plane) : membagi tubuh bagian atas dan bawah Pada posisi anatomis, tiga bidang ini berpotongan pada satu titik yang disebut titik berat badan (center of gravity)

5 Tiga bidang cardinal

6 SUMBU ANATOMIS Ketika sebuah segmen tubuh manusia bergerak, maka segmen tersebut berputar melalui sumbu rotasi hayal yang melewati sendi. Ada tiga sumbu : Transverse axis (frontal axis) : tegak lurus dengan bidang sagittal Anteroposterior axis : rotasi pada bidang frontal yang terjadi melalui sumbu sagittal Longitudinal axis : sumbu tempat terjadinya rotasi pada bidang transverse

7 Rotasi segmen tubuh melalui sendi terjadi di sekitar garis hayal yang disebut sumbu rotasi yang melewati pusat sendi Pada lari, sumbu rotasinya sumbu frontal yang melalui bahu dan panggul

8 Jumping jack, sumbu rotasinya melalui bahu dan panggul Rotasi pada bidang transverse terjadi melalui sumbu longitudinal

9 BENTUK-BENTUK GERAK Kebanyakan gerak manusia adalah general motion, yaitu kombinasi dari komponen gerak linier dan anguler. Karena gerak linier dan anguler merupakan bentuk gerakan murni, maka ketika melakukan analisis akan berguna untuk menguraikan gerakan yang kompleks menjadi komponen linier dan anguler.

10 GERAK LINIER (Linear Motion) Gerak linier murni menyangkut gerak beraturan dari suatu sistem di mana seluruh bagian sistem bergerak dengan arah dan kecepatan yang sama Gerak linier disebut juga translatory motion (translation) Gerak linier merupakan gerak sepanjang sebuah garis jika garisnya lurus, maka geraknya disebut rectilinear jika garisnya lengkung (curved), maka geraknya disebut gerak curvilinear

11 Seorang pesenam melakukan gerak rectilinear,curvilinear, dan rotasi

12 GERAK ANGULER (Angular Motion) Gerak anguler merupakan rotasi di sekitar garis hayal pusat yang disebut sumbu rotasi (axis of rotation), yang berorientasi tegak lurus terhadap bidang rotasi. GERAK KOMBINASI (General Motion) Yaitu kombinasi dari gerak translasi dan rotasi. Seorang pelari dipindahkan dengan melakukan gerak anguler dari segmen tubuh pada panggul, lutut, dan ankle. Gerak manusia biasanya memperlihatkan gerak kombinasi dari pada linier dan anguler

13 General motion merupakan kombinasi dari gerak linier dang anguler

14 GERAK PADA BIDANG SAGITTAL Dari posisi anatoms, tiga gerakan yang utama terjadi pada bidang sagittal : Flexion, extension, dan hyperextension Flexion termasuk rotasi pada bidang sagittal ke depan dari kepala, togok, lengan atas, lengan depan, tangan, dan panggul Extension yaitu gerakan yang mengembalikan segmen tubuh ke posisi anatomis dari posisi fleksi Hyperextension yaitu rotasi ke luar dari posisi anatomis dengan arah berlawanan dengan arah fleksi

15 Gerakan bahu pada bidang sagittal Dorsifleksi dan plantar fleksi: gerakan kaki pada bidang sagittal Gerakan panggul pada bidang frontal

16 GERAK PADA BIDANG FRONTAL Gerak rotasi pada bidang frontal meliputi : Abduction dan adduction Abduction : menggerakkan segmen tubuh menjauhi garis tengah tubuh Adduction : menggerakkan segmen tubuh mendekati garis tengah tubuh Gerakan lain pada bidang ini : lateral fleksi ke kiri dan kanan dari togok elevasi dan depresi dari bahu arah superior dan inferior

17 Gerakan pada bidang frontal Gerakan tungkai dan lengan pada bidang transverse

18 Gerakan tangan dan kaki pada bidang frontal Gerakan bahu pada bidang transverse

19 MINGGU DEPAN : KONSEP KINETIKA Massa Inersia Berat Torque Impulse

20 KONSEP-KONSEP KINETIKA Partisipasi olahraga melibatkan aplikasi gaya-gaya pada bola, bat, raket, stik golf, dan absorpsi gaya impact dengan bola, tanah atau lantai, dan lawan dalam contact sports. Pemahaman konsep-konsep massa, inersia, berat, torque, dan impulse memberikan fondasi yang bermanfaat untuk memahami efek dari gaya-gaya.

21 1. MASSA Massa (m) adalah kuantitas atau jumlah materi yang mengisi suatu benda Satuan massa (metric system) = kg (0,068 slug) (English system) = slug (14,6 kg) 2. INERSIA Inersia adalah tahanan yang menghambat aksi (gerakan) Inersia merupakan kecenderungan dari suatu benda untuk mempertahankan keadaan geraknya, pada saat diam (motionless) atau bergerak dengan kecepatan konstan.

22 Contoh : 150 kg barbel yang ada (diam) di atas lantai, akan mempunyai kecenderungan untuk tetap diam. Skater yang meluncur di atas permukaan es yang halus mempunyai kecenderungan untuk tetap meluncur pada garis lurus dengan kecepatan konstan Meskipun inersia tidak mempunyai satuan pengukuran, tetapi jumlah inersia yang dimiliki suatu benda berbanding lurus dengan massa benda tersebut. The more massive an object, the more it tends to maintain its current state of motion and the more difficult it is to disrupt that state

23 3. GAYA (FORCE) Gaya merupakan dorongan atau tarikan yang beraksi pada sebuah benda Gaya ditandai dengan besaran (magnitude), arah (direction) dan titik di mana gaya diterapkan (point of application) Berat badan, gesekan, tahanan udara, gaya reaksi gaya-gaya yang beraksi pada tubuh manusia Gaya merupakan produk dari massa benda dengan percepatan benda yang diakibatkan gaya tersebut F = ma

24 Metric system : Newton (N) = 1 kg massa dengan percepatan 1 m/det 2 1 N = (1 kg) (1 m/det 2 ) English system : pound ( lb) 1 lb = 1 slug massa dengan percepatan 1 ft/det 2 1 lb = 4,45 N 1 lb = (1 slug) (1 ft/det 2 )

25 4. BERAT Berat (weight) adalah jumlah gaya gravitasi yang digunakan pada sebuah benda Wt = mag Karena berat merupakan sebuah gaya, maka satuan berat adalah satuan untuk gaya (N atau lb)

26 Karena massa sebuah benda meningkat, maka beratnya meningkat secara proporsional. Faktor proporsionalitasnya adalah percepatan gravitasi yang besarnya = 9,81 m/det 2 Tanda negatif menunjukkan bahwa percepatan gravitasi mempunyai arah ke bawah atau pusat bumi. Di bulan atau planet lainnya (percepatan gravitasinya berbeda), maka berat sebuah benda berbeda, meskipun massanya tetap sama.

27 Karena berat merupakan sebuah gaya, maka berat ditandai dengan besaran, arah, dan titik aplikasi Arah dimana gaya berat bekerja selalu ke arah pusat bumi. Titik dimana gaya berat bekerja pada sebuah benda disebut titik berat benda (center of gravity) Meskipun berat benda selalu dinyatakan dalam kilogram, tetapi sebenarnya merupakan satuan untuk massa. Berat selalu dinyatakan dengan Newton dan massa dengan kilogram

28 Contoh : 1. Jika dalam suatu skala seseorang mempunyai massa 68 kg, berapakah berat orang tersebut? Jawab : Wt = mag 1 kg = 2,2 lb Wt = (68 kg) (9,81m/det 2 ) Wt = 667 N (68 kg) (2,2 lb/kg) = 150 lb

29 2. Berapakah massa dari sebuah benda yang beratnya 1200 N? Dik : Wt = 1200 N Jawab : Wt = mag 1200 N = m (9,81 m/det 2 ) 1200 N = m 9,81 m/det 2 m = 122,32 kg

30 5. TORQUE Bila sebuah gaya diberikan pada suatu benda seperti pensil di atas meja, maka akan menghasilkan gerak translasi dan kombinasi. Jika gaya yang diberikan arahnya paralel dengan bagian atas meja dan melalui titik berat pensil (centric force), maka pensil akan dipindahkan searah dengan gaya yang diberikan. Jika gaya yang diberikan paralel dengan atas meja tetapi diarahkan tidak melalui titik berat pensil (eccentric force), maka pensil akan bergerak secara translasi dan rotasi.

31 Efek rotasi yang diciptakan oleh sebuah gaya eksentrik disebut torque (T) atau momen gaya (moment of force) Torque merupakan produk dari gaya (F) dengan jarak tegak lurus (d) dari garis gaya terhadap sumbu rotasi T = Fd Semakin besar jumlah momen gaya yang bekerja pada sumbu rotasi, maka semakin besar kecenderungan untuk terjadinya rotasi. Satuannya adalah Newton-meter (N-m)

32 SATUAN SATUAN BESARAN KINETIKA Besaran Simbol Metrik Inggris massa m kg slug gaya F N lb tekanan p Pa psi volume (padat) V m 3 ft 3 (cair) liter galon densitas ρ kg/ m 3 torque T N-m ft-lb impuls N.det lb.det

33 6. TEKANAN Tekanan (p) didefinisikan sebagai jumlah gaya yang bekerja pada unit area tertentu (A) p = F A Satuan tekanan N / cm 3 dan Paskal (Pa) Pa = N / m 2 Sistim Inggris = psi (pound per square inch) (lb/in 2 )

34 Contoh : Mana yang lebih sakit diinjak dengan sepatu yang agak runcing bawahnya ataukah dengan sepatu yang bawahnya datar dan lembut? Sepatu yang agak runcing akan lebih menyakitkan kaitannya dengan perbedaan jumlah tekanan yang diberikan oleh dua jenis sepatu yang berbeda Pada kondisi tersebut, jumlah gaya yang digunakan pada kaki tersebut merupakan berat tubuhnya. Area dimana gaya terdistribusi adalah area kontak antara sol sepatu dan kakinya

35 Contoh soal : Dalam contoh di atas, jika berat orang yang menginjak tersebut adalah 556 N, area permukaan sepatu yang runcing 4 cm 2 dan area permukaan sepatu yang datar 175 cm 2. Berapakah besarnya tekanan yang diberikan tiap sepatu? Dik : Wt = 556 N A1 = 4 cm 2 A2 = 175 cm 2 Rumus : p = F / A

36 Perlu diingat kembali bahwa berat adalah gaya 556 N p = = 139 N / cm 2 4 cm N p = = 3,177 N / cm cm 2 Perbandingan jumlah tekanan 139 dari kedua sepatu : = 43,75 3,18

37 7. IMPULS Bila sebuah gaya diberikan pada suatu benda, maka gerak yang dihasilkan benda tidak hanya ditentukan oleh besarnya gaya yang diberikan, tetapi juga ditentukan oleh lamanya gaya diberikan. Hasil kali antara gaya dan waktu dinamakan impuls Impuls = Ft

38 Suatu perubahan besar pada gerak sebuah benda dapat disebabkan oleh sedikit gaya yang bekerja dengan waktu yang lama atau gaya yang besar dengan waktu yang singkat. Bola golf yang menggelinding di atas rumput lamakelamaan kehilangan kecepatan yang disebabkan adanya gaya yang kecil dari gesekan menggelinding. Kecepatan bola baseball yang dipukul dengan bat berubah, karena gaya yang besar digunakan oleh bat selama kontak dengan bola. Ketika melakukan vertical jump, semakin besar impuls yang diciptakan terhadap lantai, maka semakin besar kecepatan take-offnya, dan semakin tinggi lompatannya