Biomekanika

Kata Pengantar

Alhamdulillah dan puji syukur ke hadirat Allah SWT kami ucapkan atas terselesaikannya klipang yang berjudul “Biomekanika”. Tanpa ridha dan kasih sayang serta petunjuk dari-Nya mustahil makalah ini dapat terselesaikan.

            Makalah ini disusun sebagai panduan pambelajaran IDK 1. Besar harapan kami bahwa makalah ini dapat digunakan oleh Mahasiswa sebagai pegangan dalam mempelajari sejarah perkembangan pendidikan keperawatan. Juga merupakan harapan kami bahwa dengan hadirnya makalah ini akan mempermudah para pengajar dalam proses belajar-mengajar di Universitas maupun diluar Universitas..

            Akhirnya, sesuai dengan kata pepatah “tiada gading yang tak retak”, kami mengharapkan saran dan kritik, khususnya dari teman-teman dan bapak/ibu dosen IKD. Kebenaran dan kesempurnaan hanya Allah lah yang Punya dan Mahakuasa terima kasih kepada Bu Agoes Santika, ST  yang telah membimbing kami.

Sidoarjo, 7 November 2014

Penulis

DAFTAR ISI

Kata Pengantar .....................................................................................................................  2

Daftar Isi ...............................................................................................................................  3

BAB I : PENDAHULUAN ...................................................................................................  4

BAB II : PEMBAHASAN

A.    Penegertian Biomekanika ....................................................................................  5

B.     Hukum Dasar Biomekanika ................................................................................. 5

C.     Penggunaan Pada Klinik ......................................................................................  7

D.    Penggunaan Pada Klinik ....................................................................................... 8

E.     Gaya Yang Bekerja Pada Manusia Dan Penggunaan Pada Klinik ........................10

F.      Balistokardiograf ..................................................................................................  13

G.    Aplikasi Hukum Hidrostatika Dalam Keperawatan .............................................. 14

H.    Aplikasi Hukum Hidrodinamika Dalam Keperawatan ......................................... 15

BAB III : PENUTUP ...............................................................................................................17

Daftar Pustaka  ........................................................................................................................ 18

BAB I

PENDAHULUAN

A.   LATAR BELAKANG

Ada dua bidang yang termasuk dalam fisika kedokteran yaitu : bidang kedokteran dan bidang fisika. Yang meliputi :

1. Penggunaan ilmu fisika untuk menentukan fungsi tubuh meliputi kesehatan dan penyakit.
2. Penggunaan fisika dalam praktek kedokteran yaitu meliputi alat ultrasonik, laser, radiasi, dan sebagainya.

Dan fisika kedokteran dibagi menjadi : Fisika Kesehatan dan Kedokteran Enginering.

B.   RUMUSAN MASALAH

1.      Apa pengetian Biomekanik?

2.      Apa dasar hukum Biomekanik?

3.      Apa saja gaya yang bekerja pada tubuh manusia?

4.      Sebutkan aplikasi hukum hidrostatika yang diterapkan dalam keperawatan !

5.      Sebutkan aplikasi hukum hidrodinamika yang diterapkan dalam keperawatan !

C.   TUJUAN

Untuk mengetahui tentang Biomekanik dan penerapannya dalam dunia keperawatan.

BAB II

PEMBAHASAN

A.   PENGERTIAN BIOMEKANIKA

Biomekanika adalah suatu cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak benda dan gaya-gaya yang menyebabkan gerak benda itu. Cara terbaik untuk menerangkan soal gerak ialah metode hitung analisis. Penerapan mekanika dalam bidang hayati disebut biomekanika.

Gaya adalah sesuatu tarikan atau dorongan yang bekerja pada benda. Gaya yang paling kita kenal adalah gaya gravitasi yang dilakukan oleh bumi terhadap setiap benda yang dinamakan berat benda. Gaya ini, dapat juga terjadi diruang hampa tanpa adanya persentuhan, dan dapat pula digunakan untuk menerangkan gaya-gaya yang ada di dalam tubuh, baikdalam keadaan statis maupun dinamis.

2. HUKUM DASAR BIOMEKANIKA

Dalam biomekanika memakai hukum dasar yang dirumuskan oleh Isaac Newton (1643-1727) untuk mempelajari gerakan pada mekanik pada manusia dan hewan. Newton mula-mula mengembangkan hukum gerakan dan menjelaskan gaya tarik gravitasi antara dua benda.

Lebih dari dua abad hukum gerakan Newton merupakan landasan bagi ilmu mekanika. Namun pada abad ke XX tampaknya hukum Newton tidak mampu menyatakan skala atom dan kecepatan cahaya (3x10⁸ mS-¹) Hukum Newton sangat memadai dan banyak penggunaanya di dalam bidang astronomi,geologi,biomekanik dan tekhnik. Ada 3 Hukum dasar mekanika yang di cetuskan oleh Newton yaitu:

1. Hukum Newton Pertama
2. Hukum Newton Kedua
3. Hukum Newton Ketiga

1.      HUKUM NEWTON PERTAMA

Hukum Newton ini disebut pula inersia (=hukum kelembaman). Ini bererti bahwa benda itu mempunyai sifat mempertahankan;keadaannya apabila benda itu sedang bergerak maka benda itu akan bergerak terus.demikian pula benda itu tidak sedang bergerak maka benda itu bersifat bermalas untuk mulai bergerak. Dapat pula dikatakan bahwa semua obyek/benda akan bergerak apabila ada gaya yang mengakibatkan pergerakanitu. Pandangan ini  disipulkan hukum newton yang berbunyi : “Setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali kalau benda itu dipaksa untuk merubah keadaan tersebut oleh gaya-gaya yang dikerjakan kepadanya”. hukum newton pertama ini dipakai untuk suatu mengukur suatu pengamatan.

Secara matematika dapat dinyatakan dengan:  ∑F = 0, artinya :

           

                        “Jumlah gaya yang bekerja sama dengan nol”

2.      HUKUM NEWTON KEDUA

Apabila ada  gaya bekerja pada suatu benda maka benda akan mengalami suatu percepatan yang arahnya sama dengan arah gaya.percepatan(a) dan gaay (F) adalah sebanding dalam besaran. Apabila kedua besaran ini sebanding maka maka salah satu sama dengan hasil perkalian bilangan konstan.maka hubungan gaya (F) adalah sebanding dalam besaran. Apabila kedua besaran ini sebanding maka salah satu adalah sama dengan hasil perkalian bilangan konstan. Maka hubungan gaya (F) dan percepatan (a) oleh newton dirumuskan :

F   =  m.a

M  = massa benda atau massa inisial m dinyatakan 1kg massa

a   =   percepatan 1mS-²

F  = 1 kg Ms-²= 1N.

Massa benda berlainan dengan berat benda, massa benda adalah kuantitas skalar sedangkan berat benda adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut dan merupakan kuantitas vektor (Fg = gaya grafitasi, Fg = m.g)

3.      HUKUM NEWTON KETIGA

Bilamana suatu benda A memberi gaya F pada suatu benda B, pada waktu bersamaan benda B gaya  R pada benda A ; gaya R sama dengan gaya F tetapi mempunyai arah berlawanan.

3. GAYA YANG BEKERJA PADA MANUSIA

Menurut hukum pertama Newton, bila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol ini berarti benda dalam keadaan setimbang statis atau setimbang dinamis. Ada dua macam gaya yang bekerja pada tubuh manusia yaitu:

1.  Gaya pada tubuh dalam keadaan statis.

2.  Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis.

1. GAYA PADA TUBUH DALAM KEADAAN STATIS

Tubuh dalam keadaan statis berarti tubuh dalam keadaan seimbang

bila ΣF = 0 dan Στ = 0 .

yang berarti, jumlah gaya ke segala arah sama dengan nol dan jumlah momen gaya terhadap suatu titik akan sama dengan nol.

Sistem otot dan tulang dari tubuh manusia bekerja sebagai tuas

Keuntungan Mekanik didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya otot dan gaya berat

		LW		LM

 

                                                Gaya Berat                                                 Gaya Otot

                                                   (W)                                                               (M)

                        dimana,           O = Titik tumpu

W = Gaya berat

M = Gaya otot

L_W = Lengan beban

L_M = Lengan gaya otot

            Karena moment gaya terhadap titik tumpu adalah “0”, maka

                                                W . L_W = 0

                                                M . L_{M =} 0

                        Atau :

                                                W . L_W = M . L_M

                                                                       M = L_w

                                                       W = L_M

            Keuntungan Mekanik (K.M) =  rumus

Ada 3 macam sistem pengumpil pada manusia :

1.      Titik tumpu terletak diantara gaya berat dan gaya otot

 

2.      Gaya berat diantara titik tumpuan dan gaya otot

 

           

3.      Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat

						M
	O
			w

 

D.   PENGUNAAN PADA KLINIK

1.      PADA OTOT BISEP DAN TRISEP

dengan :

R : Gaya reaksi humerus terhadap ulna

M : Gaya Otot

W : Gaya Berat

WP : Titik Pusat Gravitasi (Pusat Berat)

Gaya otot dapat ditentukan dengan cara :

            Σ ^τ_R ; (Jumlah momen gaya terhadap titik R = 0)

                   L₁ M – L₂ W_p − Ls W =  0

2. TARIKAN OTOT DELTOID

Gaya otot deltoid dapat ditentukan dengan cara :

     

T = 2W₁+ 4W₂

             Sin α

E.    GAYA YANG BEKERJA PADA MANUSIA DAN PENGGUNAAN KLINIK

Gaya yang bekerja pada suatu benda/tubuh manusia bisa gaya vertikal, gaya horisontal dan gaya bentuk sudut dengan bidang horisontal atau vertikal.

1. Gaya Vertikal

Biasanya dipergunakan dalam klinik sebagai traksi leher.

2. Gaya Horisontal

           

PENGGUNAAN  KLINIK

1. Traksi Tulang

Pada traksi tulang ini, berat beban:

2. Traksi Kulit

Pada kulit ini, berat badan

Traksi kulit hanya diperuntukkan untuk  anak-anak dibawah 12 tahun.

3. Gaya Yang Membentuk Sudut

·         Dua gaya dalam satu titik

·         Tiga gaya dalam satu titik

Bila ada 3 buah gaya yang terletak pada satu titik dan dalam keadaan setimbang statis, menurut aturan sinus berlaku

PENERAPAN KLINIK

 

Traksi Kaki                                                                                                                                                                  Traksi Kepala

F.    BALISTOKARDIOGRAF

Gambar diatas menunjukkan bahwa bagian aorta yang langsung terhubung ke bilik kiri yang dinamakan aorta naik, terletak pada garis yang hampir sejajar dengan sumbu kepala kaki dari badan. Jadi darah tersembur mula – mula bergerak menuju kepala dan badan pada mulanya tertolak menuju ke kiri. Sewaktu darah mencapai puncak aorta naik (Busur Aortik), kecepatannya dibalik dan akibatnya kecepatan dari badan berbalik. Gerak badan itu dapat di deteksi, pada suatu alat yang dinamakan Balistokardiograf, yang terdiri dari sebuah platform tegar yang ringan yang disangga secara mendatar diatas semburan (jet) udara .

penyangga ini praktis tidak ada gesekan, sehingga bila sebuah subjek diikat erat pada platform, subjek itu dan platform bergerak mendatar dengan setiap denyut jantung. Gerakan ini dideteksi secara eletronis dan hasilnya, bila digambarkan terhadap waktu, dinamakan Balistokardiogram (BKG). Balistokardiogram dirancang untuk mengukur salah satu pergeseran, kecepatan atau percepatan dari platform. Membandingkan kecepatan dan percepatan normal BKG dengan sebuah elektrokardiogram (EKG) normal. Untuk pasien – pasien ketidaknormalan, jantung BKG menunjukkan perubahan – perubahan karakteristik yang menjadikan BKG suatu piranti yang berharga dalam diagnosis penyakit – penyakit jantung.

G.   APLIKASI HUKUM HIDROSTATIKA DALAM KEPERAWATAN

Hidrostatika adalah ilmu yang mempelajari tentang fluida yang diam. Contoh-contoh yang digunakan dalam pelayanan kesehatan yang berkaitan dengan hidrostatika adalah

1.      Peletakan Cairan Infus

Sebelum dipasangi infus, tubuh pasien harus diukur terlebih dahulu tekanan darahnya. Setelah diukur baru kemudian dipasangi infus. Posisi infus diatur sedemikian rupa agar tekanan aliran dari cairan infus lebih besar dari tekanan darah. Kalau tekanan cairan infus lebih kecil dari tekanan darah keadaannya akan terbalik yakni darah akan masuk ke dalam kantong infus.

Oleh karena itu pemasangan cairan infus diposisikan lebih tinggi dari pergelangan tangan pasien agar cairan infusnya mau masuk ke dalam tubuh pasien. Apabila cairan infus diposisikan lebih rendah dari posisi pasien maka, cairan tidak akan masuk ke pasien. Melainkan darah yang akan masuk ke cairan infus.

H.    APLIKASI HUKUM HIDRODINAMIKA DALAM KEPERAWATAN

Hidrodinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang fluida yang mengalir. Contoh-contoh yang digunakan dalam pelayanan kesehatan yang berkaitan dengan hidrodinamika.

1.      Sphyganometer (Tensimeter)

            Sphygmomanometer atau Blood Pressure Manometer, dikenal dengan nama Tensimeter. Kegunaannya yaitu untuk mengukur tekanan darah tubuh, berapa angka sistol (pada waktu jantung kuncup) dan berapa angka diastol (pada waktu jantung mengembang kembali).

        Sphygmamometer terdiri dari manometer air raksa, pressure cuff, dan stetoskop. Pressure cuff dipasang pada lengan kemudian dipompa perlahan-lahan dengan tujuan aliran darah dapat distop, tampak air raksa dalam tabung naik pada skala tertentu, kemudian pressure cuff dilepas secara perlahan-lahan.

       Stetoskop diletakkan pada lengan daerah volar tepat diatas arteri brakhialis, melalui stetoskop akan terdengar suara vibrasi turbulensi darah yang disebut bunyi Korotkoff (suara K). K ini adalah tekanan sistolik.   

2.      Tonometer

Tonometer adalah suatu alat yang digunakan untuk pemeriksaan  untuk mengetahui  TIO (Tekanan Intra Okuler) pada mata. Alat ini dipakai untuk mengukur tekanan intra okuler apakah si penderita menderita glukoma atau tidak. Satuan tonometer adalah Hg atau Torr. Harga normal tekanan intraokuler 12-23 mm Hg.

3.      Sistometer

Sistometer adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur tekanan kandung kemih. Alat sistometer terdiri dari pipa kapiler yang mengandung skala dalam cm H2O. Pipa kapiler ini dihubungan dengan jarum melalui pipa karet.

BAB III

PENUTUP

A.   KESIMPULAN

Biomekanika adalah suatu cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak benda dan gaya-gaya yang menyebabkan gerak benda itu.  Dalam biomekanika terdapat 3 hukum dasar yang di cetuskan oleh Issac Newton :

1.      Hukum Newton Pertama

2.      Hukum Newton Kedua

3.      Hukum Newton Ketiga

Gaya pada tubuh terbagi menjadi dua tipe yaitu keadaan dinamis dan statis. Dan gaya yangbekerja pada suatu benda/ manusia bisa gaya vertikal atau horizontal dan gaya bentuk sudut dengan bidang horizontal dan vertika. Contoh penerapan klinik dengan menggunakan gaya adalah traksi kepala, traksi leher, traksi tulang, dan traksi kulit.

Ada dua hukum dari prinsip biomekanika, yaitu hukum hidrostatika dan hidro dinamika. Hidrodtatistika adalah ilmu yang mempelajari tentan fluida yang diam. Contoh penerapannya adalah peletakan cairan infus. Hidrodinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang fluida yang bergerak. Contoh penerapannya adalah Spghygmamometer, Tonometer dan Sistometer.

B.   SARAN

Diharapkan para perawat mengetahui dan menegertidengan ilmu ini, karena ilmu ini sangat penting dalam dunia keperawatan.

DAFTAR PUSTAKA

           

https://sites.google.com/site/stikeshusada/ikd-1/biomekanikal

fadliama-keperawatan-stikesinul-surabaya.pdf

http://www.scribd.com/doc/98452575/makalah-biomekanika

dr. J.F Gabriel.1988.Fisika Kedokteran. Jakarta: EGC