materi kesehatan 4

BIOMEKANIKA 2

PUSAT GRAVITASI DI HUBUNGKAN DENGAN KESEIMBANGAN TUBUH

PENGERTIAN PUSAT GRAVITASI

     PUSAT GRAVITASI adalah Pusat / titik dimana gaya gravitasi bekerja secara efektif

            Pusat gravitasi ( Centre og Gravity, CG ) dapat didefenisikan sebagai titik yang diperkirakan menjadi pusat semua massa. Penentuan pusat gravitasi tubuh manusia sangat berguna dalam pemakaiannya yaitu untuk menganalisa loncat tinggi, gymnastik dan aktivitas olahraga.

Teknik menentukan pusat gravitasi :

1. Menggantungkan sebuah objek  ( yang akan ditentukan pusat gravitasinya ) pada dua titik berbeda.
2. Berdiri diatas sebuah papan dimana kedua ujung papan terletak diatas timbangan
3. Metode grafik, berdasarkan pusat massa. Contoh : orang yang sedang berdiri
4. Metode analisa, berdasarkan perubahan ketinggian. Contoh : pada lompat indah

Keseimbangan tubuh

            Tubuh dalam keadaan seimbang apabila gaya yang bekerja padanya saling meniadakan dan tubuh tetap dalam keadaan istirahat.

Hubungan pusat gravitasi dengan kesimbangan tubuh.

            Pada manusia, pusat gravitasi biasanya terletak di regio pelvis dekat bagian dasar medula spinalis sekitar vertebra sakral kedua. Pusat gravitasi sejajar dengan tulang belakang dan berada dalam bagian pelvis jika tengah duduk atau berdiri dengan tegak. Lokasi tersebut merupakan beban yang jumlah energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan tubuh dalam posisi tegak sangat sedikit. Pada manusia, otot pada paha dan tulang belakang berlawanan dengan kerja gravitasi.

            Gaya berat yang bekerja menuju arah pusat gravitasi pada tubuh diseimbangkan dengan gaya berlawanan. Gaya tersebut kemudian dikatakan berada dalam kondisi ekuilirium ( seimbang ). Diantaranya :

1. Ekuilibrium stabil

Dimana objek akan stabil jika berat kerja mengikuti garis yang akan bertumpu pada dasarnya. Atau objek apapun yang diam dan berada dalam posisi tidak bergerak dikatakan ekuilibrium stabil.

2. Ekuilibrium takstabil

 

Dimana jika gaya berat bekerja didekat tepi dasar. Kondisi seimbang memang terbentuk. Tetapi tubuh tidak stabil dan dapat dengan mudah terjungkal.

3. Ekuilibrium tidak stabil

Dimana tubuh berada dalam kondisi seimbang karena gaya berat bekerja di luar dasar penunjangnya dan menimbulkannya gaya balik yang menyebabkan objek terjungkal.

Pusat gravitasi berubah seiring dengan perubahan postur. Postur membungkuk menyebabkan pusat gravitasi berpindah kedepan sehingga orang tersebut menjadi tidak stabil

Postur membungkuk cenderung memindah pusat gravitasi ( PG ) ke depan menyebabkan posisi seimbang yang tak stabil dan ketegangan otot yang abnormal.

Dengan demikian postur merupakan aspek yang sangat penting dalam kesehatan manusia. Ini berarti kita harus memberikan perhatian lebih pada orang yang cenderung mengalami gangguan postural seperti orang yang kehilangan salah satu anggota gerak, ibu hamil, orang yang mengalami asites

Impuls dan Momentum

Momentum

. Momentum adalah jumlah atau "kuantitas gerak" bahwa tubuh
memiliki.

  Rumus :

            p = mx v

  Hukum Newton tentang gerak dapat dinyatakan dalam bentuk momentum.

1. Hukum pertama Newton (Inersia) menyatakan: Dengan tidak adanya kekuatan eksternal, momentum total sistem tertentu tetap konstan.
M = konstan.

 

2. Hukum kedua Newton (akselerasi) menyatakan bahwa laju perubahan momentum sama dengan gaya total yang bekerja padanya.

 

3.  Hukum ketiga Newton (aksi-reaksi) menyatakan setiap kali dua tubuh mengerahkan pasukan pada satu sama lain, perubahan yang dihasilkan dari momentum yang sama dan berlawanan.

 

M ₁ = M ₂

(Mv) ₁ = mv ₂

 

Penjumlahan vektor momentum dua benda 'sebelum kontak sama dengan satu momentum mereka, gabungan setelah kontak.

 

Contoh: Momentum dari perubahan bola golf dari nol sampai jumlah besar setelah disambar klub. Momentum klub juga berubah sehingga momentum dari klub dan bola sebelum kontak akan sama momentum klub dan bola setelah kontak.

• Momentum tubuh adalah sama dengan massa dikalikan dengan kecepatannya.

Momentum diukur dalam N s. Perhatikan bahwa momentum adalah besaran vektor, dengan kata lain arah penting.

Impuls

Dorongan kekuatan (juga diukur dalam N s) sama dengan perubahan momentum dari tubuh yang menyebabkan kekuatan. Hal ini juga sama dengan besarnya gaya dikalikan dengan lamanya waktu gaya diterapkan.

• Impulse = perubahan momentum = gaya × waktu

Konservasi Momentum

Ketika ada tabrakan antara dua benda, Hukum Ketiga Newton menyatakan bahwa gaya pada salah satu tubuh yang sama dan berlawanan dengan gaya pada tubuh lainnya.

Oleh karena itu, jika tidak ada kekuatan lain bertindak atas tubuh (dalam arah tabrakan), maka momentum total dari kedua badan akan berubah. Oleh karena itu momentum total sebelum tabrakan dalam arah tertentu = momentum total setelah dalam arah tertentu.

Hal ini dapat digunakan untuk memecahkan masalah yang melibatkan bola bertabrakan 

Contoh

Kami memiliki skenario berikut (bola massa 3kg bergerak ke kanan dengan kecepatan 3m / s dan bola massa 1kg bergerak ke kiri dengan kecepatan 2m / s):

Misalkan kita diberitahu bahwa setelah tumbukan, bola massa 1kg bergerak menjauh dengan kecepatan 2m / s, maka kita dapat menggunakan prinsip kekekalan momentum untuk menentukan kecepatan bola lainnya setelah tumbukan.

Momentum awal = 3,3-2,1 = 7 [tanda minus adalah penting: itu ada karena kecepatan tubuh 1kg dalam arah berlawanan dengan kecepatan tubuh 3kg].

Akhir momentum = 2 - 3x

Oleh karena 7 = 2 - 3x (karena momentum adalah kekal)

x = -5 / 3

Yang berarti panah itu saya menunjuk ke arah yang salah (karena tanda minus), maka kecepatan tubuh 3kg setelah tumbukan adalah 5/3 ms ^-1 ke kanan.