biomekanika

BIOMEKANIKA
Pengukuran, Satuan, Hukum
Newton, Gaya pada tubuh,
Analisa Gaya,
Pengukuran
Fisika : Pengukuran kuantitas  sistem SI
Fisika Kedokteran : satuan Non Standar
Contoh :
tekanan : N/m2; Dyne/cm2;Pound/inch2
tekanan darah : mm air raksa
pulse rate  pulsogium ( pendulum
simpel) untuk mengukur
pulse rate penderita
Proses Pengukuran
1. Proses pengukuran pengulangan
- Sejumlah pengulangan /detik/mnt/jam
Mis :pengukuran pernafasan 15/mnt
denyut nadi 70/mnt
2. Proses pengukuran yang tidak ulang
- Dilakukan sekali terhadap individu
Mis : substansi asing yang dikeluarkan
ginjal, potensial aksi dari sel saraf
Yang perlu diperhatikan :
Ketelitian ( accuracy) dan
kebenaran ( precision)
 Ketelitian :
- Menunjukkan
pengukuran yang bagaimana
memberikan pendekatan untuk memperoleh
suatu standar
Contoh :
tinggi badan 1,765 m dengan ketelitian 0,003 m
( 33 mm) dibanding dengan patokan( standar )
meter
- Pengukuran berkali-kali, lalu dirata-rata, dan
dicari standar deviasi
Contoh : pengukuran tekanan systolik
 Dilakukan pengukuran sebanyak 25 x (n).
maka tekanan rata-rata :
n
x
x
i 1
i
n
Standar Deviasi =
n
S
2
(
x

x
)
 i
i 1
n 1
Kebenaran: berhubungan dengan kemampuan pengembalian dari
suatu pengukuran tanpa memperdulikan ketelitian dalam
pengukuran
Contoh :
Penderita yang diukur temperaturnya dalam 10 x
(36,1 ;36,0;36,2;36,1;36,4;36,3;36,0;36,3;36,4; dan 36,2 oC ), Temp
tubuh normal 37 oC
Hasil ini menunjukkan kebenaran dalam pengukuran dengan nilai
rata-rata 36,2 oC dan variasi 0,2 oC, Apabila dibandingkan dengan
termometer standar tampak ada ketidaksempurnaan dari
termometer yang dipakai, selisih pembacaan 3 oC
Registrasi : mencatat hal-hal yang
diperoleh dari hasil pengukuran
1. Falsa Positif
suatu penyimpangan ( error) yang terjadi
dimana penderita dinyatakan menderita suatu
penyakit padahal sama sekali tidak
2. Falsa negatif
suatu penyimpangan ( error) yang terjadi
dimana penderita dinyatakan tidak sakit
padahal penderita tersebut menderita suatu
penyakit
Yang Harus Dilakukan :
1.
2.
3.
4.
Pengambilan pengukuran
Pengulangan pengukuran
Penggunaan alat-alat yang dipercayai
Kaliberasi alat
SATUAN
Satuan-Satuan dasar SI
Besaran Dasar
Nama
Panjang
meter
Massa
kilogram
Waktu
sekon/detik
Arus Listrik
ampere
Temperatur
kelvin
Jumlah zat
mole
Intensitas cahaya candela
Simbol
m
kg
s/dt
A
K
mol
cd
Besaran :SKALAR DAN VEKTOR
Skalar adalah besaran yang hanya
mempunyai nilai.
Contoh : waktu, massa, intensitas,usaha
kalor
Vektor adalah besaran yang mempunyai
nilai dan arah
Contoh : kecepatan,percepatan , gaya
momentum, dll
Tabel Turunan Satuan International
Kuantitas
Satuan
Singkatan
Dimensi
Gaya
Newton
N
Kg m/sec2
Tekanan
Energi
Pascal
Joule
Pa ;N/m2
J;Nm
Kg/ msec2
Kg m2 /sec2
Tenaga
Frekuensi
Watt
Hertz
W;J/sec
Hz
Kg m2 /sec3
sec -1
Disintegrasi Becquerel
rate
Bq
sec -1
Dosis
absorpsi
Gray
Gy; J/Kg
m2 /sec2
Frekuensi
Hertz
Hz
sec -1
Tabel Turunan Satuan International
Kuantitas
Satuan
Singkatan
Dimensi
Gaya
Newton
N
Kg m/sec2
Tekanan
Energi
Pascal
Joule
Pa ;N/m2
J;Nm
Kg/ msec2
Kg m2 /sec2
Tenaga
Frekuensi
Watt
Hertz
W;J/sec
Hz
Kg m2 /sec3
sec -1
Disintegrasi Becquerel
rate
Bq
sec -1
Dosis
absorpsi
Gray
Gy; J/Kg
m2 /sec2
Frekuensi
Hertz
Hz
sec -1
Non SI
Kuantitas
Satuan
Gaya
Dyne
Tekanan
Energi
Atmosfir
Kalori
Tenaga
Waktu
Kilo kalori/menit Kcal/mnt
Menit
min
Temperatur Fahrenheit
Singkatan
Atm
Cal
F
Data Standar Manusia
Umur
Berat badan
Tinggi badan
Massa
Luas permukaan
Temperatur tubuh
Basal Metabolisme
Kebutuhan O2
30 tahun
690 N ( 154 lb)
172 cm
70 Kg
1,85 m2
37,0 oC
38 Kcal/ m2hr
260 ml/min
Data Standar Manusia
Produksi CO2
Volume darah
260 ml/mnt
5,2 lt
Cardiac output
5 lt / min
Tekanan darah
120/80 mm Hg
Heart rate
70 beat/min
Total lung capacity
6 lt
Breathing rate
15 / min
Muscle mass
30.000 g ( 43% dr
massa badan
Berapa Jumlah Segiempat
( Bujur sangkar )
HUKUM DASAR BIOMEKANIKA
HUKUM NEWTON I
HK NEWTON II
HUKUM NEWTON III :
Hukum Newton I ( Kelembaman )
Setiap benda akan tetap berada dalam keadaan
diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali jika
dipaksa untuk mengubah keadan itu oleh gayagaya yang berpengaruh padanya
* Kelembaman melawan perubahan gerak
* Benda yang pejal sangat lembam,
sehingga diperlukan gaya yang besar untuk
mengubah geraknya
HK NEWTON II : F=ma
 Jika yang bekerja pada benda lebih dari satu gaya,
maka :
ΣF = m a ; Σ F = jumlah vektor gaya yang
bekerja ( N )
m = massa( Kg)
a = percepatan ( m/dt2)
Dalam komponen vektor :
ΣFx = max
ΣFy = ma y
ΣFz = maz
HUKUM NEWTON III :
F aksi = - F reaksi ( arah berlawanan)
Gaya :Internal dan Eksternal
Gaya Internal : gaya berat, gaya normal
gaya gesek
Gaya Pada Tubuh di dalam Tubuh
Gaya pada tubuh dalam keadaan statis
- Tubuh dalam keadaan setimbang
- Sistem otot dan tulang dari tubuh manusia
bekerja sebagai pengumpil.
Ada 3 macam sistem pengumpil:
a. Klas pertama sistem pengumpil
b. Klas Kedua sistem pengumpil
c. Klas ketiga sistem pengumpil
Klas pertama sistem pengumpil
Titik tumpuan terletak diantara gaya berat
dan gaya otot
Klas kedua sistem pengumpil :
Gaya berat diantara titik tumpuan dan
gaya otot
Klas ketiga sistim pengumpil :
Gaya otot terletak diantara titik tumpuan
dan gaya berat
KEUNTUNGAN MEKANIK
Perbandingan antara gaya otot dan gaya
berat
Keuntungan mekanik(KM) = M/W
= lW / lM
lW
Gaya Berat ( W)
l
M
O
Gaya otot ( M
)
Analisa Gaya dan Kegunaan Klinik
Gaya vertikal
Gaya horizontal
Penggunaan klinik
Gaya yang membentuk sudut