konsep-konsep kinematika

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
ISTILAH-ISTILAH ARAH
Dalam menjelaskan hubungan bagian-bagian tubuh atau
kedudukan benda yang berkaitan dengan tubuh
manusia, maka diperlukan istilah-istilah arah :
Superior :
Inferior :
Anterior :
Posterior :
Medial
:
Lateral :
Proximal :
Distal
lebih dekat ke kepala (cranial)
jauh dari kepala (caudal)
ke arah depan badan (ventral)
ke arah belakang badan (dorsal)
Ke arah garis tengah tubuh
jauh dari garis tengah tubuh
lebih dekat ke togok (mis: lutut lebih proximal
dari ankle
: jauh dari togok (mis: wrist lebih distal dari pada
sikut)
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




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)
Tiga bidang cardinal
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
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
Jumping jack, sumbu rotasinya melalui
bahu dan panggul
Rotasi pada bidang transverse terjadi
melalui sumbu longitudinal
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.
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
Seorang pesenam melakukan gerak rectilinear,curvilinear, dan rotasi
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
General motion merupakan kombinasi dari gerak linier dang anguler
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
Gerakan bahu pada bidang sagittal
Dorsifleksi dan plantar fleksi: gerakan
kaki pada bidang sagittal
Gerakan panggul pada bidang frontal
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
Gerakan pada bidang frontal
Gerakan tungkai dan lengan pada
bidang transverse
Gerakan tangan dan kaki pada
bidang frontal
Gerakan bahu pada bidang transverse
MINGGU DEPAN : KONSEP KINETIKA





Massa
Inersia
Berat
Torque
Impulse
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.
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.
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
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
Metric system : Newton (N) = 1 kg massa dengan
percepatan 1 m/det2
1 N = (1 kg) (1 m/det2 )
English system : pound ( lb)
1 lb = 1 slug massa dengan percepatan 1 ft/det2
1 lb = 4,45 N
1 lb = (1 slug) (1 ft/det2 )
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)
Karena massa sebuah benda meningkat, maka beratnya
meningkat secara proporsional.
Faktor proporsionalitasnya adalah percepatan gravitasi
yang besarnya = 9,81 m/det2
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.
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
Contoh :
1. Jika dalam suatu skala seseorang mempunyai massa
68 kg, berapakah berat orang tersebut ?
Jawab :
Wt = mag
1 kg = 2,2 lb
Wt
Wt
2
= (68 kg) (9,81m/det )
= 667 N
(68 kg) (2,2 lb/kg) = 150 lb
2. Berapakah massa dari sebuah benda yang beratnya
1200 N ?
Dik :
Wt = 1200 N
Jawab : Wt = mag
1200 N = m (9,81 m/det2)
1200 N
= m
9,81 m/det2
m = 122,32 kg
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.
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)
SATUAN – SATUAN BESARAN KINETIKA
Besaran
massa
gaya
tekanan
volume (padat)
(cair)
densitas
torque
impuls
Simbol
m
F
p
V
ρ
T
Metrik
kg
N
Pa
m3
liter
kg/ m3
N-m
N.det
Inggris
slug
lb
psi
ft3
galon
ft-lb
lb.det
6. TEKANAN
Tekanan (p) didefinisikan sebagai jumlah gaya yang
bekerja pada unit area tertentu (A)
F
p =
A
Satuan tekanan N / cm3 dan Paskal (Pa)
Pa = N / m2
Sistim Inggris = psi (pound per square inch) (lb/in2)
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
Contoh soal :
Dalam contoh di atas, jika berat orang yang menginjak
tersebut adalah 556 N, area permukaan sepatu yang
runcing 4 cm2 dan area permukaan sepatu yang datar
175 cm2 . Berapakah besarnya tekanan yang diberikan
tiap sepatu ?
Dik : Wt = 556 N
A1 = 4 cm2
A2 = 175 cm2
Rumus : p = F / A
Perlu diingat kembali bahwa berat adalah gaya
556 N
p =
= 139 N / cm2
4 cm2
556 N
p =
= 3,177 N / cm2
175 cm2
Perbandingan jumlah tekanan
dari kedua sepatu :
139
= 43,75
3,18
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
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