Translate Biomekanika.docx

DASAR BIOMEKANIKA

EDISI KE ENAM

Susan J. Hall, Ph.D. Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Universitas Delaware

DASAR BIOMEKANIKA, EDISI KEENAM Diterbitkan oleh McGraw-Hill, unit bisnis The McGraw-Hill Companies, Inc., 1221 Avenue of the Americas, New York, NY 10020. Hak Cipta © 2012 oleh The McGraw-Hill Companies, Inc. Semua hak dilindungi undang-undang. Edisi sebelumnya © 2007, 2003, dan 1999. Tidak ada bagian dari publikasi ini yang boleh direproduksi atau didistribusikan dalam bentuk apa pun atau dengan cara apa pun, atau disimpan dalam database atau sistem pengambilan, tanpa persetujuan tertulis sebelumnya dari The McGraw-Hill Companies, Inc. ., termasuk, tetapi tidak terbatas pada, jaringan atau penyimpanan atau transmisi elektronik lainnya, atau disiarkan untuk pembelajaran jarak jauh. Beberapa pendukung, termasuk komponen elektronik dan cetak, mungkin tidak tersedia bagi pelanggan di luar Amerika Serikat. Buku ini dicetak di atas kertas daur ulang dan bebas asam yang mengandung 10% limbah pascakonsumen. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 QDB / QDB 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ISBN 13: 978-0-07-337644-8 ISBN 10: 0-07-337644-2 Wakil Presiden dan Pemimpin Redaksi: Michael Ryan Wakil Presiden & Direktur Penerbitan Khusus: Janice M. Roerig-Blong Penerbit: William Glass Editor Eksekutif: Christopher Johnson Editor Senior Sponsoring: Debra B. Hash Direktur Penjualan dan Pemasaran: Jennifer J. Lewis Manajer Proyek: Erin Melloy Koordinator Desain: Margarite Reynolds Desainer Penutup: Carole Lawson Gambar Sampul: Photodisc / Getty Images Pembeli: Susan K. Culbertson Manajer Proyek Media: Sridevi Palani Kompositor: Aptara®, Inc. Typeface: 10/12 New Century Schoolbook Printer: Quad Graphics

ISI S I N G K A T 1 Apa Itu Biomekanik? 1 2 Konsep Kinematik untuk Menganalisis Gerakan Manusia 29 3 Konsep Kinetik untuk Menganalisis Gerakan Manusia 61 4 Biomekanik Pertumbuhan dan Pengembangan Tulang Manusia 87

ISI BAB 1 Apa itu Biomekanik? Biomekanik: Definisi dan Perspektif Masalah Apa yang Dipelajari oleh Ahli Biomekanis? 4 Mengapa Belajar Biomekanik? 11 Pendekatan Pemecahan Masalah 12 Masalah Kuantitatif versus Kualitatif 12 Memecahkan Masalah Kualitatif 13 Masalah Formal versus Informal 14 Memecahkan Masalah Kuantitatif Formal 14 Unit Pengukuran 16 Ringkasan 17 Masalah Pendahuluan 17 Masalah Tambahan 18 Pengalaman Laboratorium 21 Konsep Kinematik untuk Menganalisis Gerakan Manusia 29

BAB 2 Konsep Kinematik untuk Menganalisis Gerakan Manusia 29 Bentuk Gerak 30 Gerak Linier 30 Gerakan Sudut 30 Gerakan Umum 31 Sistem Mekanik 31 Terminologi Referensi Standar 32 Posisi Referensi Anatomi 32 Ketentuan Arah 33 Bidang Referensi Anatomi 34 Sumbu Referensi Anatomi 34 Terminologi Gerakan Bersama 37 Pergerakan Pesawat Sagital 37 Pergerakan Pesawat Frontal 38 Pergerakan Pesawat Melintang 40 Pergerakan Lainnya 40 Sistem Referensi Tata Ruang 42 Analisis Kualitatif Gerakan Manusia 42

Pengetahuan Prasyarat untuk Analisis Kualitatif 43 Merencanakan Analisis Kualitatif 44 Melakukan Analisis Kualitatif 47 Alat untuk Mengukur Jumlah Kinematik 50 Video dan Film 50 Sistem Pemantauan Gerakan Lainnya 51 Ringkasan 51 Masalah Pendahuluan 51 Masalah Tambahan 52 Pengalaman Laboratorium 55

BAB 3 Konsep Kinetik untuk Menganalisis Gerakan Manusia 61 Konsep Dasar Terkait dengan Kinetika 62 Kelambanan 62 Massa 63 Angkatan 63 Pusat Gravitasi 64 Berat badan 64 Tekanan 66 Volume 66 Kepadatan 68 Torsi 68 Impuls 69 Beban Mekanis pada Tubuh Manusia 70 Kompresi, Ketegangan, dan Geser 70 Stres Mekanik 71 Beban Torsi, Tekuk, dan Gabungan 72 Efek dari Memuat 72 Berulang versus Beban Akut 74 Alat untuk Mengukur Jumlah Kinetik 75 Elektromiografi 75 Dinamografi 75 Vektor Aljabar 76 Komposisi Vektor 76 Resolusi Vektor 77 Solusi Grafis dari Masalah Vektor 78 Solusi Trigonometrik Masalah Vektor 78 Ringkasan 80 Masalah Pendahuluan 80

Masalah Tambahan 81 Pengalaman Laboratorium 83

BAB 4 Biomekanik Pertumbuhan dan Perkembangan Tulang Manusia 87 Komposisi dan Struktur Jaringan Tulang 88 Konstituen Material 88 Organisasi Struktural 88 Jenis-jenis Tulang 90 Pertumbuhan dan Perkembangan Tulang 92 Pertumbuhan Longitudinal 92 Pertumbuhan Lingkar 93 Perkembangan Tulang Dewasa 93 Respon Tulang Terhadap Stres 94 Pemodelan Tulang dan Renovasi 94 Hipertrofi Tulang 96 Atrofi Tulang 96 Osteoporosis 98

CHAPTER1 Apa itu Biomekanik?

Setelah menyelesaikan bab ini, Anda akan dapat: Definisikan istilah biomekanik, statika, dinamika, kinematika, dan kinetika, dan jelaskan cara mereka terkait.Jelaskan ruang lingkup penyelidikan ilmiah yang ditangani oleh biomekanis.Bedakan antara pendekatan kualitatif dan kuantitatif untuk menganalisis gerakan manusia. Jelaskan bagaimana merumuskan pertanyaan untuk analisis kualitatif gerakan manusia. Gunakan 11 langkah yang diidentifikasi dalam bab ini untuk menyelesaikan masalah formal. ONLINELEARNINGCENTERRESOURCES www.mhhe.com/hall6e Masuk ke Online Learning Center (OLC) kami untuk akses ke sumber daya tambahan ini: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Manual Lab Online Flashcards dengan definisi istilah kunci bab Tujuan bab Bab presentasi kuliah PowerPoint Kuis bab penilaian diri Sumber daya bab tambahan

Tautan web untuk studi dan eksplorasi topik terkait bab BIOMEKANIK DASAR Belajar berjalan adalah tugas ambisius dari perspektif biomekanik. • Kursus dalam anatomi, fisiologi, matematika, fisika, dan teknik memberikan pengetahuan latar belakang untuk biomekanis. Biomekanik penerapan prinsip-prinsip mekanis dalam studi organisme hidup Karakteristik antropometrik dapat mempengaruhi atlet untuk sukses dalam satu cabang olahraga, tetapi tidak menguntungkan untuk partisipasi dalam cabang olahraga lainnya. Foto milik Royalty-Free / CORBIS

Bagaimana pegolf memotong bola? Bagaimana pekerja dapat terhindar dari sakit punggung bawah? Isyarat apa yang dapat diberikan oleh guru pendidikan jasmani untuk membantu siswa mempelajari bola voli licik melayani? Mengapa melakukan beberapa? Orang lanjut usia cenderung jatuh? Kita semua mengagumi gerakan pemain yang sangat terampil dan lancar dalam berbagai olahraga. Kami juga telah mengamati langkahlangkah canggung pertama seorang anak kecil, lambatnya kemajuan orang yang terluka dengan seorang pemain berjalan, dan kiprah ragu-ragu dari seorang lansia yang menggunakan tongkat. Hampir setiap kelas aktivitas mencakup siswa yang tampaknya memperoleh keterampilan baru dengan sangat mudah dan siswa yang melakukan perjalanan saat melakukan lompatan atau melewatkan bola ketika berusaha menangkap, menyerang, atau melayani. Apa yang memungkinkan beberapa individu untuk melakukan gerakan kompleks dengan mudah, sementara yang lain tampaknya mengalami kesulitan dengan keterampilan gerakan yang relatif sederhana? Meskipun jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini dapat berakar pada masalah fisiologis, psikologis, atau sosiologis, masalah yang diidentifikasi semuanya bersifat biomekanik. Buku ini akan memberikan dasar untuk mengidentifikasi, menganalisis, dan memecahkan masalah yang berkaitan dengan biomekanik gerakan manusia.

BIOMEKANIK: DEFINISI DAN PERSPEKTIF Istilah biomekanik menggabungkan awalan bio, yang berarti "kehidupan," dengan bidang mekanika, yang merupakan studi tentang tindakan gaya. Komunitas internasional para ilmuwan mengadopsi istilah biomekanik selama awal 1970-an untuk menggambarkan sains yang melibatkan studi tentang aspek mekanis organisme hidup (28). Di dalam bidang kinesiologi dan ilmu eksersi, organisme hidup yang paling menarik adalah tubuh manusia. Kekuatan yang dipelajari mencakup kekuatan internal yang dihasilkan oleh otot dan kekuatan eksternal yang bekerja pada tubuh.

Biomekanika

Ahli biomekanis menggunakan alat mekanika, cabang fisika yang melibatkan analisis aksi kekuatan, untuk mempelajari aspek anatomis dan fungsional organisme hidup (Gambar 1-1). Statika dan dinamika adalah dua cabang utama mekanika. Statika adalah studi tentang sistem yang berada dalam keadaan gerak konstan, yaitu diam atau diam tanpa bergerak atau bergerak dengan kecepatan konstan. Dynamics adalah studi tentang sistem di mana akselerasi hadir. Kinematika dan kinetika adalah subdivisi lebih lanjut dari studi biomekanik. Apa yang dapat kita amati secara visual ketika menonton tubuh dalam gerakan dinamakan kinematika gerakan. Kinematika melibatkan studi tentang ukuran, pengurutan, dan waktu gerakan, tanpa mengacu pada kekuatan yang menyebabkan atau hasil dari gerakan. Kinematika eksekusi mantan atau eksekusi keterampilan olahraga juga dikenal, lebih umum, sebagai bentuk atau teknik. Sedangkan kinematika menggambarkan penampilan gerak, kinetika adalah studi tentang kekuatan yang terkait dengan gerak. Kekuatan dapat dianggap sebagai dorongan atau tarikan yang bekerja pada tubuh. Studi tentang biomekanik manusia dapat mencakup pertanyaan-pertanyaan seperti apakah jumlah kekuatan yang dihasilkan otot-otot optimal untuk tujuan gerakan yang dimaksud. Meskipun biomekanik relatif muda sebagai bidang yang diakui penyelidikan ilmiah, pertimbangan biomekanik menarik dalam beberapa disiplin ilmu dan bidang profesional yang berbeda. Ahli biomekanis mungkin memiliki latar belakang akademis di bidang zoologi; kedokteran ortopedi, jantung, atau olahraga; teknik biomedis atau biomekanik; terapi fisik; atau kinesiologi, dengan kesamaan menjadi minat dalam aspek biomekanik dari struktur dan fungsi makhluk hidup.

Biomekanik pergerakan manusia adalah salah satu subdisiplin kinesiologi, studi tentang pergerakan manusia (Gambar 1-2). Meskipun beberapa ahli biomekanis mempelajari topik-topik seperti penggerak burung unta, aliran darah melalui arteri yang menyempit, atau micromapping dari rongga gigi, buku ini berfokus terutama pada biomekanik pergerakan manusia dari perspektif analis pergerakan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-3, biomekanik juga merupakan cabang ilmiah kedokteran olahraga. Kedokteran olahraga adalah istilah umum yang mencakup aspek klinis dan ilmiah dari olahraga dan olahraga. American College of Sports Medicine adalah contoh dari sebuah organisasi yang mempromosikan interaksi antara ilmuwan dan dokter dengan minat dalam topik yang berkaitan dengan kedokteran olahraga. Masalah Apa yang Dipelajari oleh Ahli Biomekanis? Seperti yang diharapkan dari berbagai bidang ilmiah dan profesional yang diwakili, para biomekanis mempelajari berbagai pertanyaan atau masalah yang secara top di-bait. Sebagai contoh, ahli zoologi telah memeriksa pola penggerak dari puluhan spesies hewan yang berjalan, berlari, berlari, dan berlari dengan kecepatan terkendali di treadmill untuk menentukan mengapa hewan memilih panjang langkah tertentu dan kecepatan langkah pada kecepatan tertentu. Mereka telah menemukan bahwa berlari sebenarnya mengkonsumsi lebih sedikit energi daripada berjalan di hewan kecil hingga seukuran anjing, tetapi berlari lebih mahal daripada berjalan untuk hewan yang lebih besar seperti kuda (35). Salah satu tantangan dari jenis penelitian ini adalah menentukan bagaimana membujuk kucing, anjing, atau kalkun untuk berlari di treadmill (Gambar 14). Di antara manusia, meskipun biaya energi untuk berlari meningkat dengan kecepatan berlari, perbedaan yang cukup besar dalam biaya energi antara individu menjadi lebih besar ketika kecepatan lari meningkat (21). Meskipun beberapa

individu tampaknya berjalan lebih lancar dan nyaman daripada yang lain, tidak ada faktor biomekanik tertentu yang dikaitkan dengan ekonomi berjalan baik atau buruk (21). Perbedaan dalam komposisi jenis serat otot tampaknya diterjemahkan ke dalam perbedaan dalam pemanfaatan energi selama berlari (lihat Bab 6) (22). Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional AS (NASA) mensponsori garis multidisiplin penelitian biomekanik lainnya untuk mempromosikan pemahaman tentang efek gayaberat mikro pada sistem muskuloskeletal manusia. Yang menjadi perhatian adalah fakta bahwa para astronot yang telah keluar dari medan gravitasi bumi selama beberapa hari telah kembali dengan atrofi otot, perubahan sistem kardiovaskular dan sistem kekebalan, dan mengurangi kepadatan tulang, mineralisasi, dan kekuatan, terutama di ekstremitas bawah (11). ). Masalah kehilangan tulang, khususnya, saat ini merupakan faktor pembatas untuk penerbangan ruang angkasa jangka panjang, dengan kehilangan tulang pada tingkat sekitar 1% per bulan dari tulang belakang lumbar dan 1,5% per bulan dari pinggul (26). Baik peningkatan resorpsi tulang dan penurunan penyerapan kalsium tampaknya bertanggung jawab (lihat Bab 4) (39). Sejak hari-hari awal penerbangan ruang angkasa, ahli biomekanis telah merancang dan membangun sejumlah perangkat latihan untuk digunakan di ruang angkasa untuk menggantikan aktivitas pemeliharaan tulang yang normal di bumi. Beberapa penelitian ini telah berfokus pada desain treadmill untuk digunakan dalam ruang yang memuat tulang-tulang ekstremitas bawah dengan deformasi dan laju regangan yang optimal untuk merangsang pembentukan tulang baru (8, 30). Pendekatan lain melibatkan menggabungkan kontraksi otot sukarela dengan stimulasi listrik otot untuk

mempertahankan massa dan nada otot (44). Sejauh ini, bagaimanapun, tidak ada pengganti ad-equate telah ditemukan untuk bantalan berat untuk pencegahan kehilangan tulang dan otot di ruang angkasa (11). Mempertahankan kepadatan mineral tulang yang cukup juga merupakan topik yang menjadi perhatian di bumi ini. Osteoporosis adalah suatu kondisi di mana massa dan kekuatan mineral tulang sangat terganggu sehingga aktivitas sehari-hari dapat menyebabkan nyeri dan patah tulang (13). Kondisi ini ditemukan pada sebagian besar lansia. individu, dengan onset awal pada wanita, dan menjadi semakin lazim di seluruh dunia dengan meningkatnya usia rata-rata populasi. Sekitar 40% wanita mengalami satu atau lebih fraktur osteopatik setelah usia 50, dan setelah usia 60, sekitar 90% dari semua fraktur pada pria dan wanita berhubungan dengan osteoporosis (23, 34). Situs fraktur yang paling umum adalah vertebra, dengan adanya satu fraktur yang menunjukkan peningkatan risiko fraktur vertebra dan pinggul di masa depan (15). Topik ini dieksplorasi secara mendalam di Bab 4. Bidang masalah lain yang menantang para ahli biomekanis yang mempelajari bidang ini adalah gangguan mobilitas. Usia dikaitkan dengan penurunan kemampuan untuk menyeimbangkan, dan orang dewasa yang lebih tua bergoyang lebih banyak dan jatuh lebih banyak daripada orang dewasa muda, meskipun alasan perubahan ini tidak dipahami dengan baik. Falls, dan terutama patah tulang pinggul terkait, adalah masalah medis yang sangat serius, umum, dan mahal di antara orang tua. Setiap tahun, jatuh menyebabkan persentase besar fraktur pergelangan tangan, cedera kepala, patah tulang belakang, dan laserasi, serta lebih dari 90% dari patah tulang pinggul, terjadi-cincin di Amerika Serikat (37). Tim peneliti biomekanik menginvestigasi faktor-faktor biomekanik yang memungkinkan individu terhindar dari jatuh, karakteristik pendaratan yang aman dari jatuh, kekuatan yang ditopang oleh bagian tubuh yang berbeda saat jatuh, dan kemampuan pakaian pelindung.

dan lantai untuk mencegah cedera jatuh (37). Pekerjaan yang menjanjikan dalam pengembangan strategi intervensi telah menunjukkan bahwa kunci untuk mencegah jatuh mungkin kemampuan untuk membatasi gerak batang (14). Orang dewasa yang lebih tua dapat dengan cepat mempelajari strategi untuk membatasi gerakan tubuh melalui pelatihan khusus tugas yang dikombinasikan dengan latihan seluruh tubuh. Penelitian oleh biomekanis klinis telah menghasilkan peningkatan gaya berjalan di antara anak-anak dengan cerebral palsy, suatu kondisi yang melibatkan tingkat ketegangan otot dan kelenturan yang tinggi. Kiprah individu cerebral palsy ditandai oleh fleksi lutut yang berlebihan saat berdiri. Masalah ini diobati dengan pemanjangan tendon hamstring secara bedah untuk meningkatkan ekstensi lutut saat berdiri. Namun, pada beberapa pasien, prosedur ini juga mengurangi kelenturan lutut selama fase ayunan gaya berjalan, yang berakibat seretnya kaki. Setelah penelitian menunjukkan bahwa pasien dengan masalah ini menunjukkan co-kontraksi yang signifikan dari rektus femoris dengan ham-string selama fase ayunan, ahli ortopedi mulai mengobati masalah dengan cara melekatkan rektus femoris ke dalam insersi sartorius. Pendekatan kreatif, penelitian berbasis biomekanik ini telah memungkinkan langkah besar menuju normalisasi gaya berjalan untuk anak-anak dengan cerebral palsy. Penelitian oleh insinyur biomedis juga menghasilkan peningkatan gaya berjalan untuk anak-anak dan orang dewasa dengan amputasi di bawah lutut. Ambulasi dengan prostesis menciptakan permintaan metabolik tambahan, yang dapat secara signifikan signifikan untuk orang tua yang diamputasi dan untuk orang muda yang diamputasi aktif yang berpartisipasi dalam olahraga yang memerlukan pengkondisian aerobik. Menanggapi masalah ini, para peneliti telah mengembangkan berbagai prostesis tungkai bawah dan kaki yang menyimpan dan mengembalikan energi mekanik selama gaya berjalan, sehingga mengurangi biaya metabolisme penggerak (2). Penelitian telah menunjukkan bahwa prostesis yang lebih patuh lebih cocok untuk pejalan kaki aktif dan

cepat, sedangkan prostesis yang memberikan basis dukungan yang lebih stabil umumnya disukai untuk populasi lansia (3). “Prosthesa Inteligensi Ligent” yang dikontrol Microchip menunjukkan janji untuk mengurangi biaya energi untuk berjalan pada kisaran kecepatan (7). Para peneliti saat ini sedang mengembangkan kelas baru kaki palsu "bionik" yang dirancang untuk lebih meniru gaya berjalan normal (41). Biomekanik pekerjaan adalah bidang yang berfokus pada pencegahan cedera terkait pekerjaan dan peningkatan kondisi kerja dan kinerja pekerja. Para peneliti di bidang ini telah belajar bahwa nyeri punggung bawah yang berhubungan dengan pekerjaan dapat berasal tidak hanya dari penanganan bahan-bahan berat tetapi dari postur yang tidak alami, gerakan tiba-tiba dan tak terduga, dan karakteristik pekerja individu (27). Model-model biomekanik canggih dari trunk sekarang digunakan dalam desain tugas-tugas penanganan bahan di industri untuk memungkinkan meminimalkan tekanan yang berpotensi merugikan ke punggung bawah (4). Ahli biomekanik juga berkontribusi pada peningkatan kinerja dalam olahraga tertentu melalui desain peralatan inovatif. Salah satu contoh yang sangat baik dari hal ini adalah Klapskate, speed skate yang dilengkapi dengan engsel di dekat jari-jari kaki yang memungkinkan skater untuk melenturkan plantar pada pergelangan kaki selama push-off, menghasilkan kecepatan skating hingga 5% lebih tinggi daripada yang dapat diperoleh dengan tradisional skate (17). Klapskate dirancang oleh van Ingen Schenau dan de Groot, berdasarkan studi tentang teknik push-off meluncur dalam speed skating oleh van Ingen Schenau dan Baker, serta bekerja pada koordinasi intermuskular dari lompat vertikal oleh Bobbert dan van Ingen Schenau ( 9). Ketika Klapskate digunakan untuk pertama kalinya oleh para pesaing di Olimpiade Musim Dingin 1998, rekor kecepatan hancur di setiap acara. Sejumlah inovasi dalam peralatan olahraga dan pakaian juga telah kembali dari temuan percobaan yang dilakukan di ruang percobaan yang disebut terowongan angin yang melibatkan simulasi simulasi udara. Ahli Biomekanis Mengembangkan Skate Figure Baru yang Revolusioner Apakah kesamaan yang dimiliki oleh juara skating AS 1996 Rudy Galindo dan pemenang medali emas Olimpiade 1998 Tara Lipinski selain keberhasilan skating? Mereka berdua memiliki penggantian pinggul ganda, Galindo pada usia 32 dan Lipinski pada usia 18.

Cedera yang sering terjadi di kalangan skaters sedang meningkat pada tingkat yang mengkhawatirkan, dengan sebagian besar melibatkan ekstremitas bawah dan punggung bawah (4, 12). Dengan skater yang melakukan program yang semakin banyak menuntut secara teknis termasuk lompatan multirotasi, waktu pelatihan di atas es untuk para skater elit sekarang biasanya mencakup lebih dari 100 lompatan per hari, enam hari per minggu, tahun demi tahun. Namun, tidak seperti kebanyakan peralatan olahraga modern, skate figure telah mengalami hanya modifikasi yang sangat kecil sejak 1900. Sepatu bot kulit lembut, betis setinggi sembilan belas cen-tury sekarang terbuat dari kulit yang lebih kaku untuk meningkatkan stabilitas pergelangan kaki dan tidak cukup seperti tinggi untuk memungkinkan sejumlah kecil gerakan pergelangan kaki. Namun, desain dasar dari boot yang kaku dengan blade baja yang kacau tidak berubah. Masalah dengan skateboard tradisional adalah ketika skater mendarat setelah melompat, boot yang kaku sangat membatasi gerak di pergelangan kaki, memaksa skater mendarat dengan kaki rata dan mencegah gerakan di pergelangan kaki yang dapat membantu melemahkan guncangan pendaratan. yang diterjemahkan ke atas melalui sistem muskuloskeletal. Tidak mengherankan, insiden cedera yang terlalu sering pada skating angka menjamur karena meningkatnya penekanan pada melakukan lompatan, peningkatan waktu pelatihan, dan terus menggunakan peralatan yang sudah ketinggalan zaman. Untuk mengatasi masalah ini, ahli biomekanis Jim Richards dan mahasiswa pascasarjana Dustin Bruening, yang bekerja di Human Performance Lab University of Delaware, telah menandatangani dan menguji boot figure skating baru. Mengikuti desain sepatu ski Alpine modern dan sepatu seluncur in-line, sepatu boot baru menggabungkan artikulasi di pergelangan kaki yang memungkinkan gerakan fleksi tetapi membatasi gerakan samping yang berpotensi membahayakan.

resistensi sebenarnya ditemui selama olahraga tertentu. Contohnya termasuk helm aerodinamis, pakaian, dan desain siklus yang digunakan dalam bersepeda kompetitif, dan pakaian ultrasmooth yang dikenakan pada acara terkait kecepatan lainnya yang kompetitif, seperti berenang, trek, skating, dan ski. Eksperimen terowongan angin juga telah dilakukan untuk mengidentifikasi konfigurasi tubuh yang optimal selama acara seperti ski jumping (42). Ahli biomekanik olahraga juga mengarahkan upaya untuk meningkatkan komponen bio-mekanis, atau teknik, kinerja atletik. Mereka telah belajar, misalnya, bahwa faktor-faktor yang berkontribusi terhadap kinerja superior dalam lompat jauh, lompat tinggi, dan lompat galah termasuk kecepatan horizontal yang tinggi menuju lepas landas dan langkah terakhir yang diperpendek yang memfasilitasi peningkatan terusmenerus dari pusat massa total tubuh. (6, 16). Studi tentang pelempar bola baseball telah menentukan bahwa pelempar kecepatan tinggi menampilkan rotasi eksternal yang lebih besar di bahu, kemiringan trunk yang lebih maju saat pelepasan bola, kecepatan sudut ekstensi yang lebih tinggi pada lutut depan, dan kecepatan sudut yang lebih besar dari pel-vis dan batang atas daripada pitcher kecepatan rendah (25, 40). Salah satu contoh yang agak dramatis dari peningkatan kinerja yang sebagian dapat dibandingkan dengan analisis biomekanik adalah kasus juara diskusi Olimpiade empat kali Al Oerter. Analisis mekanis dari lempar cakram membutuhkan evaluasi yang tepat dari faktor-faktor mekanis utama yang mempengaruhi penerbangan diskus. Faktorfaktor ini meliputi: 1. Kecepatan cakram ketika dilepaskan oleh pelempar 2. Sudut proyeksi tempat diskus dilepaskan 3. Ketinggian di atas tanah tempat diskus dilepaskan 4. Sudut serang (orientasi diskus relatif terhadap aliran udara pra-perusak) Dengan menggunakan teknik simulasi komputer, peneliti dapat memprediksi kombinasi nilai yang diperlukan untuk keempat variabel ini yang akan menghasilkan jarak maksimum untuk atlet yang diberikan (18). Kamera berkecepatan tinggi dapat merekam pertunjukan dengan sangat rinci, dan ketika film atau video dianalisis, tinggi proyeksi aktual, kecepatan, dan sudut serang dapat dibandingkan dengan nilai yang dihasilkan komputer yang diperlukan untuk kinerja yang optimal. Pada usia 43, Oerter meningkatkan performa Olimpiade terbaiknya sebesar 8,2 m. Meskipun sulit untuk

menentukan kontribusi motivasi dan pelatihan untuk perbaikan seperti itu, beberapa bagian dari kesuksesan Oerter adalah hasil dari teknik yang ditingkatkan setelah analisis biomekanik (38). Sebagian besar penyesuaian teknik atlet yang terampil menghasilkan hasil yang relatif sederhana karena penampilan mereka sudah ditandai dengan teknik di atas rata-rata. Beberapa penelitian yang diproduksi oleh ahli biomekanis olahraga telah dilakukan bersama dengan Divisi Kedokteran Olahraga Komite Olimpiade Amerika Serikat (USOC). Biasanya, pekerjaan ini dilakukan dalam kerjasama langsung dengan pelatih olahraga nasional untuk memastikan kepraktisan hasil. Penelitian yang disponsori USOC telah menghasilkan banyak informasi baru tentang karakteristik mekanik kinerja elit di berbagai olahraga. Karena kemajuan berkelanjutan dalam peralatan analisis ilmiah, peran ahli biomekanis olahraga dalam berkontribusi pada peningkatan kinerja cenderung semakin penting di masa depan. Pengaruh biomekanik juga dirasakan dalam olahraga yang populer dengan atlet maupun atlet, seperti golf. Analisis video komputer dari ayunan golf yang dirancang oleh ahli biomekanis biasanya tersedia di lapangan golf dan toko peralatan. Ilmu biomekanik dapat berperan dalam mengoptimalkan jarak dan akurasi semua tembakan golf, termasuk put-ting, melalui analisis sudut tubuh, kekuatan sendi, dan pola aktivitas otot (19). Rekomendasi teknik umum adalah untuk mempertahankan pusat rotasi tetap tunggal untuk memberikan gaya pada bola (19). Kekhawatiran lain dari biomekanis olahraga berkaitan dengan meminimalkan injuri olahraga melalui mengidentifikasi praktik berbahaya dan merancang peralatan dan pakaian yang aman. Dalam pelari rekreasi, misalnya, penelitian menunjukkan bahwa faktor risiko paling serius untuk cedera yang berlebihan adalah kesalahan pelatihan seperti peningkatan tiba-tiba dalam jarak atau intensitas lari, jarak tempuh cu-mulative berlebih, dan berlari di permukaan yang dilengkung (20). Kompleksitas masalah yang terkait dengan keselamatan meningkat ketika olahraga intensif peralatan. Evaluasi helm pelindung melibatkan memastikan tidak hanya bahwa karakteristik dampak menawarkan perlindungan yang andal, tetapi juga bahwa helm tidak terlalu membatasi penglihatan tepi pemakai. Komplikasi tambahan adalah bahwa peralatan yang dirancang untuk melindungi satu bagian tubuh sebenarnya dapat berkontribusi pada kemungkinan cedera di bagian lain dari sistem muskuloskeletal. Sepatu bot dan binding ski modern, meskipun efektif

dalam melindungi pergelangan kaki dan kaki bagian bawah dari cedera, sayangnya berkontribusi pada momen lentur parah di lutut saat pemain ski kehilangan keseimbangan. Pemain ski Alpine akibatnya mengalami insiden yang lebih tinggi dari air mata ligamen cruciate anterior daripada peserta dalam olahraga lainnya (33). Cedera di snowboarding juga lebih sering dengan kaku, dibandingkan dengan lentur, sepatu bot, meskipun lebih dari setengah dari semua cedera snowboarding adalah ekstremitas atas (24, 32). Bidang lain yang menantang dari penelitian untuk ahli biomekanis di bidang keselamatan olahraga adalah penyelidikan tentang kemanjuran kawat gigi profilaksis lutut (29). Sekitar 60% dari semua cedera olahraga adalah pada lutut (36). Penelitian menunjukkan bahwa kawat gigi lutut dapat berkontribusi 20-30% tambahan resistensi terhadap pukulan lateral pada lutut, dengan kawat gigi yang disesuaikan dengan kebutuhan memberikan perlindungan terbaik (1). Kekhawatiran yang mungkin, bagaimanapun, adalah bahwa kawat gigi lutut bertindak untuk mengubah pola aktivitas otot ekstremitas bawah selama gaya berjalan, dengan lebih sedikit pekerjaan yang dilakukan di lutut dan lebih banyak di pinggul (10). Masalah-masalah lain yang didokumentasikan yang tampaknya mempengaruhi beberapa atlet lebih dari yang lain dan mungkin spesifik-brace termasuk berkurangnya kecepatan lari dan sebelumnya kelelahan (1). Literatur penelitian hampir terbagi rata mengenai kemanjuran kawat gigi profilaksis dalam mencegah cedera ligamen lutut pada pemain sepak bola, dengan beberapa penelitian menunjukkan penurunan dan yang lain menunjukkan peningkatan insiden cedera (31). Bidang penelitian biomekanik dengan implikasi untuk keselamatan dan kinerja adalah desain sepatu olahraga. Sepatu olahraga dewasa ini dirancang untuk mencegah pemuatan berlebihan dan cedera terkait serta untuk meningkatkan kinerja. Karena permukaan tanah atau permainan, sepatu, dan tubuh manusia membentuk sistem interaktif, sepatu atletik dirancang khusus untuk olahraga, permukaan, dan pertimbangan anatomi tertentu. Sepatu dansa aerobik dibangun untuk melindungi lengkungan metatarsal. Sepatu bola-kaki yang akan digunakan pada rumput buatan dirancang untuk meminimalkan risiko cedera lutut. Sepatu lari tersedia untuk pelatihan dan balap di salju dan es. Faktanya, sepatu olahraga saat ini dirancang secara khusus untuk kegiatan yang dirancang khusus sehingga mengenakan sepatu yang tidak tepat dapat berkontribusi pada kemungkinan cedera.

Contoh-contoh ini menggambarkan keragaman topik yang dibahas dalam penelitian bioma-chanik, termasuk beberapa contoh keberhasilan dan beberapa bidang tantangan berkelanjutan. Jelas, ahli biomekanis berkontribusi pada basis pengetahuan tentang keseluruhan gerakan manusia, mulai dari kiprah anak yang ditantang secara fisik hingga teknik atlet elit. Meskipun bervariasi, semua penelitian yang dijelaskan didasarkan pada penerapan prinsip-prinsip mekanis dalam memecahkan masalah spesifik pada organisme hidup. Buku ini dirancang untuk memberikan pengantar banyak prinsipprinsip tersebut dan untuk fokus pada beberapa cara di mana prinsip-prinsip biomekanis dapat diterapkan dalam analisis gerakan manusia. Mengapa Belajar Biomekanik? Sebagaimana terbukti dari bagian sebelumnya, prinsip-prinsip biomekanis diterapkan oleh para ilmuwan dan profesional di sejumlah bidang untuk masalah yang berkaitan dengan kesehatan dan kinerja manusia. Pengetahuan tentang konsep dasar biomekanik juga penting untuk guru pendidikan jasmani yang kompeten, ahli terapi fisik, dokter, pelatih, pelatih pribadi, atau instruktur olahraga. Kursus pengantar biomekanik memberikan dasar pemahaman prinsip-prinsip mekanik dan penerapannya dalam menganalisis gerakan tubuh manusia. Al-alyst gerakan manusia yang berpengetahuan harus mampu menjawab jenis-jenis pertanyaan berikut yang berkaitan dengan biomekanik: Mengapa berenang bukan bentuk olahraga terbaik untuk individu dengan osteoporosis? Apa prinsip biomekanik di balik mesin latihan yang tahan terhadap variabel? Apa cara teraman untuk mengangkat benda berat? Apakah mungkin untuk menilai gerakan apa yang lebih / kurang ekonomis dari pengamatan visual? Pada sudut apa bola harus dilemparkan untuk jarak maksimum? Dari jarak dan sudut apa yang terbaik untuk diamati BIOMEKANIK DASAR seorang pasien berjalan di jalan atau pemain bola voli melakukan servis? Strategi apa yang dapat digunakan oleh orang lanjut usia atau pemain sepak bola untuk memaksimalkan stabilitas? Mengapa beberapa individu tidak dapat mengapung? Membaca dengan teliti tujuan di awal setiap bab buku ini adalah cara yang baik untuk menyoroti ruang lingkup topik biomekanik yang akan dibahas pada tingkat pengantar. Bagi karir perencanaan yang melibatkan pengamatan visual dan analisis gerakan manusia, pengetahuan tentang topik-topik ini akan sangat berharga.

PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH Penelitian ilmiah biasanya bertujuan memberikan solusi untuk masalah tertentu atau menjawab pertanyaan tertentu. Bahkan bagi yang bukan peneliti, kemampuan untuk memecahkan masalah adalah kebutuhan praktis untuk berfungsi dalam masyarakat modern. Penggunaan masalah khusus juga merupakan pendekatan yang efektif untuk menggambarkan konsep dasar biomekanik. Masalah Kuantitatif versus Kualitatif Analisis gerakan manusia dapat berupa kuantitatif atau kualitatif. Kuantitatif menyiratkan bahwa angka terlibat, dan kualitatif mengacu pada deskripsi kualitas tanpa menggunakan angka. Setelah menonton kinerja lompat jauh berdiri, pengamat mungkin secara kualitatif menyatakan, "Itu lompatan yang sangat bagus." Pengamat lain mungkin secara kuantitatif mengumumkan bahwa lompatan yang sama adalah panjang 2,1 m. Contoh deskriptor kualitatif dan kuantitatif lainnya ditampilkan pada Gambar 1-5 dan 16. Penting untuk mengakui bahwa kualitatif tidak berarti umum. Deskripsi kualitatif mungkin bersifat umum, tetapi mereka mungkin juga sangat rinci. Dapat dinyatakan secara kualitatif dan umum, misalnya, bahwa seorang pria berjalan di jalan. Dapat juga dikatakan bahwa orang yang sama berjalan sangat lambat, tampaknya bersandar ke kiri, dan sedang membebani kaki kanannya untuk sesingkat mungkin. Deskripsi kedua sepenuhnya kualitatif tetapi memberikan gambaran yang lebih rinci tentang gerakan ini. Deskripsi kualitatif dan kuantitatif memainkan peran penting dalam analisis biomekanik pergerakan manusia. Pencarian ulang biomekanik sangat bergantung pada teknik kuantitatif dalam upaya menjawab.

pertanyaan spesifik terkait dengan mekanisme organisme hidup. Dokter, pelatih, dan guru kegiatan fisik secara teratur menggunakan pengamatan kualitatif pasien, atlet, atau siswa mereka untuk merumuskan pendapat atau memberikan saran.

Memecahkan Masalah Kualitatif Masalah kualitatif umumnya muncul selama kegiatan sehari-hari. Pertanyaan seperti pakaian apa yang harus dipakai, apakah akan mengambil jurusan botani atau bahasa Inggris, dan apakah akan belajar atau menonton televisi adalah semua masalah dalam arti bahwa mereka adalah ketidakpastian yang mungkin memerlukan penyelesaian. Jadi, sebagian besar dari kehidupan kita sehari-hari dikhususkan untuk pemecahan masalah. Menganalisis gerakan manusia, apakah untuk mengidentifikasi anomali gaya berjalan atau untuk memperbaiki suatu teknik, pada dasarnya adalah proses penyelesaian masalah. Apakah analisisnya kualitatif atau kuantitatif, ini melibatkan mengidentifikasi, kemudian mempelajari atau menganalisis, dan akhirnya menjawab pertanyaan atau masalah yang menarik. Untuk menganalisis suatu gerakan secara efektif, penting sekali merumuskan satu atau lebih pertanyaan mengenai gerakan tersebut. Bergantung pada tujuan spesifik analisis, pertanyaan yang akan dibingkai mungkin bersifat umum atau spesifik. Pertanyaan umum, misalnya, mungkin meliputi yang berikut: Apakah gerakan dilakukan dengan kekuatan yang memadai (atau optimal)? Apakah gerakan dilakukan melalui rentang gerak yang sesuai?

Apakah urutan gerakan tubuh sesuai (atau optimal) untuk pengembangan keterampilan? Mengapa wanita tua ini memiliki kecenderungan untuk jatuh? Mengapa shot putter ini tidak mendapatkan jarak yang lebih jauh? Pertanyaan yang lebih spesifik mungkin termasuk ini: Apakah ada pronasi berlebihan yang terjadi selama fase kiprah kuda? Apakah pelepasan bola terjadi pada saat perpanjangan siku penuh? Apakah penguatan selektif dari broadus medialis obliquus mengurangi kesalahan patella untuk orang ini? Setelah satu atau lebih pertanyaan diidentifikasi, langkah selanjutnya dalam menganalisis gerakan manusia adalah mengumpulkan data. Bentuk data yang paling umum dikumpulkan oleh guru, terapis, dan pelatih adalah data observasi visual kualitatif. Yaitu, analis gerakan dengan hati-hati mengamati gerakan yang dilakukan dan membuat catatan tertulis atau mental. Untuk memperoleh data pengamatan terbaik, mungkin berguna untuk merencanakan ke depan tentang jarak dan perspektif yang optimal untuk melakukan pengamatan. Pertimbangan ini dan lainnya yang penting untuk menganalisa pergerakan manusia secara kualitatif dibahas secara rinci dalam Bab 2. Masalah Formal versus Informal Ketika dihadapkan dengan masalah lain yang diambil dari bidang matematika atau sains, banyak orang percaya mereka tidak mampu menemukan solusi. Jelas, masalah matematika yang disebutkan berbeda dari masalah seperti apa yang harus dipakai untuk pertemuan sosial tertentu. Namun, dalam beberapa hal, jenis masalah informal adalah yang lebih sulit untuk dipecahkan. Menurut Wickelgren (43), masalah formal (seperti masalah matematika lain) dicirikan oleh tiga komponen terpisah: Satu set informasi yang diberikan Tujuan, jawaban, atau temuan tertentu yang diinginkan Serangkaian operasi atau proses yang dapat digunakan untuk sampai pada jawaban dari informasi yang diberikan. Namun, dalam menghadapi masalah informal, individu dapat

menemukan informasi yang diberikan, proses yang akan digunakan, dan bahkan tujuan itu sendiri menjadi tidak jelas atau tidak dapat diidentifikasi dengan mudah. Memecahkan Masalah Kuantitatif Formal Masalah formal adalah kendaraan yang efektif untuk menerjemahkan konsep samar ke dalam prinsip-prinsip spesifik yang didefinisikan dengan baik yang dapat dengan mudah dipahami dan diterapkan dalam analisis gerak manusia. Orang yang percaya diri tidak mampu memecahkan masalah yang dinyatakan secara formal tidak mengakui bahwa, sebagian besar, keterampilan memecahkan masalah dapat dipelajari. Seluruh buku tentang pendekatan dan teknik pemecahan masalah tersedia. Namun, sebagian besar siswa tidak terkena kursus yang melibatkan strategi umum dari proses pemecahan masalah. Prosedur sederhana untuk mendekati dan menyelesaikan masalah melibatkan 11 langkah berurutan: ead masalah dengan hati-hati. Mungkin perlu membaca masalah beberapa kali sebelum melanjutkan ke langkah berikutnya. Hanya ketika Anda memahami dengan jelas informasi yang diberikan dan pertanyaan yang harus dijawab, Anda dapat melakukan langkah 2. Tuliskan informasi yang diberikan dalam bentuk daftar. Dapat diterima untuk menggunakan simbol (seperti v untuk kecepatan) untuk mewakili jumlah fisik jika simbol tersebut bermakna. Tuliskan apa yang diinginkan atau ditentukan, dengan menggunakan formulir daftar, dengan menggunakan formulir daftar jika lebih dari satu kuantitas harus diselesaikan. Mentah diagram yang mewakili situasi masalah, jelas menunjukkan semua jumlah yang diketahui dan mewakili mereka yang harus diidentifikasi dengan tanda tanya. (Meskipun jenis masalah tertentu mungkin tidak mudah diwakili secara diagram, sangat penting untuk melakukan langkah ini jika memungkinkan untuk memvisualisasikan situasi masalah secara akurat.) masalah. (Lebih dari satu formula mungkin berguna dan / atau perlu.). Dari rumus yang Anda tulis di langkah 5, pilih rumus yang berisi variabel yang diberikan (dari langkah 2) dan variabel yang tidak diketahui yang diinginkan (dari langkah 3). Jika rumus hanya berisi satu variabel tidak diketahui yang merupakan variabel yang akan ditentukan, lewati langkah 7 dan lanjutkan langsung ke langkah 8.

Jika Anda tidak dapat mengidentifikasi formula yang bisa diterapkan (dalam masalah yang lebih sulit), informasi penting tertentu mungkin tidak secara spesifik dinyatakan tetapi dapat ditentukan dengan inferensi dan dengan pemikiran dan analisis lebih lanjut dari informasi yang diberikan. Jika ini terjadi, mungkin perlu untuk mengulangi langkah 1 dan meninjau informasi terkait yang berkaitan dengan masalah yang disajikan dalam teks. Setelah Anda mengidentifikasi rumus yang sesuai, tulis rumus tersebut dan gantilah dengan cermat jumlah yang diketahui yang diberikan dalam masalah untuk simbol variabel. Dengan menggunakan teknik aljabar sederhana yang ditinjau dalam Lampiran A, pecahkan variabel yang tidak diketahui dengan (a) menulis ulang persamaan sehingga variabel yang tidak diketahui diisolasi pada satu sisi tanda sama dengan dan (b) mengurangi angka di sisi lain dari persamaan ke jumlah tunggal. 10. Lakukan pemeriksaan akal sehat dari jawaban yang diperoleh. Apakah itu terlihat terlalu kecil atau terlalu besar? Jika demikian, periksa kembali perhitungannya. Juga periksa untuk memastikan bahwa semua pertanyaan yang semula diajukan dalam pernyataan masalah telah dijawab. 11. Kotak dengan jelas di jawaban dan sertakan unit pengukuran yang benar. Gambar 1-7 memberikan ringkasan prosedur ini untuk memecahkan masalah quan-titative formal. Langkah-langkah ini harus dipelajari dengan hati-hati, dirujuk, dan diterapkan dalam mengerjakan masalah-masalah kuantitatif yang tercakup di akhir setiap bab. Contoh Soal 1.1 menggambarkan penggunaan prosedur ini. Satuan pengukuran Memberikan unit pengukuran yang tepat terkait dengan jawaban untuk masalah kuantitatif adalah penting. Jelas, jawaban 2 cm sangat berbeda dari jawaban 2 km. Penting juga untuk mengenali satuan pengukuran yang terkait dengan jumlah fisik tertentu. Atau membeli 10 km bensin untuk mobil saat bepergian di negara asing jelas tidak sesuai. Sistem pengukuran utama yang masih digunakan di Amerika Serikat adalah sistem bahasa Inggris. Sistem bobot dan ukuran Inggris.

S A M P L E P R O B L E M 1. 1 Seorang pemain baseball memukul triple ke dalam bidang tengah. Ketika ia mendekati pangkalan ketiga, ia memperhatikan bahwa lemparan yang masuk ke penangkap adalah liar, dan ia memutuskan untuk istirahat untuk home plate. Penangkap mengambil bola 10 m dari piring dan berlari kembali ke piring dengan kecepatan 5 m / s. Saat catcher mulai menjalankan, base runner, yang melakukan perjalanan dengan kecepatan 9 m / s, berjarak 15 m dari pelat. Mengingat waktu itu 5 jarak / kecepatan, siapa yang akan mencapai plat pertama? Larutan Langkah 1 Baca masalahnya dengan cermat. Langkah 2 Tuliskan informasi yang diberikan: base runner speed 5 9 m / s catcher speed 5 5 m / s distance runner dari plate 5 15 m jarak catcher dari plate 5 10 m Langkah 3 Tulis variabel yang akan diidentifikasi: Temukan pemain mana yang mencapai home plate dalam waktu singkat. Langkah 4 Gambarlah diagram situasi masalah. Langkah 5 Catat formula penggunaan: waktu 5 jarak / kecepatan Langkah 6 Identifikasi formula yang akan digunakan: Dapat diasumsikan bahwa formula yang diberikan sesuai karena tidak ada informasi lain yang relevan dengan solusi yang disajikan. Langkah 7 Baca kembali masalah jika semua informasi yang diperlukan tidak tersedia: Dapat ditentukan bahwa semua informasi tampaknya tersedia. Langkah 8 Ganti informasi yang diberikan ke dalam rumus:

waktu 5 distancepeed Penangkap: 10 m waktu 5 Pelari dasar: 15 m waktu 5 Langkah 9 Memecahkan persamaan: Penangkap: 10 m waktu 5

waktu 5 2 s

Pelari dasar: 15 m waktu 5 waktu 5 1,67 s Langkah 10 Periksa apakah jawabannya masuk akal dan lengkap. Langkah 11 Kotak dalam jawabannya: Pelari dasar tiba di home plate pertama kali, pada 0,33 detik. muncul selama beberapa abad terutama untuk tujuan komplotan dan pembagian tanah. Unit khusus sebagian besar berasal dari keputusan kerajaan. Sebagai contoh, sebuah halaman pada awalnya didefinisikan sebagai jarak dari ujung hidung Raja Henry I

ke ibu jari lengannya yang panjang. Sistem pengukuran bahasa Inggris menampilkan sedikit logika. Ada 12 inci untuk kaki, 3 kaki ke pekarangan, 5280 kaki ke mil, 16 ons untuk pon, dan £ 2.000 untuk ton. Sistem pengukuran yang saat ini digunakan oleh setiap negara besar di dunia kecuali Amerika Serikat adalah Le Système International d'Unites (Sistem Satuan Internasional), yang umumnya dikenal sebagai S.I atau sistem metrik. Sistem metrik berasal sebagai hasil permintaan Raja Louis XVI ke Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis pada tahun 1790-an. Meskipun sistem ini jatuh secara tidak menguntungkan di Prancis, sistem ini disetop kembali pada tahun 1837. Pada tahun 1875, Perjanjian Meter ditandatangani oleh 17 negara yang setuju untuk mengadopsi sistem metrik. Sejak saat itu sistem metrik telah menikmati popularitas di seluruh dunia karena beberapa alasan. Pertama, hanya membutuhkan empat unit dasar — meter, panjang; kilogram, massa; yang kedua, waktu; dan derajat Kelvin, suhu. Kedua, unit-unit dasar didefinisikan secara tepat, jumlah yang dapat direproduksi yang tidak tergantung pada faktor-faktor seperti gaya gravitasi. Ketiga, semua unit kecuali yang untuk waktu berhubungan dengan faktor 10, berbeda dengan banyak faktor konversi yang diperlukan dalam mengkonversi satuan pengukuran bahasa Inggris. Terakhir, sistem ini digunakan secara internasional. Karena alasan ini, dan juga fakta bahwa sistem metrik digunakan hampir secara eksklusif oleh komunitas ilmiah, ini adalah sistem yang digunakan dalam buku ini. Bagi mereka yang tidak terbiasa dengan sistem metrik, ada baiknya untuk dapat mengenali perkiraan sistem bahasa Inggris yang setara dengan jumlah metrik. Dua faktor konversi yang sangat berharga adalah 2,54 cm untuk setiap inci dan sekitar 4,45 N untuk setiap pon. Semua unit pengukuran yang relevan dalam sistem dan faktor konversi metrik Inggris-umum disajikan dalam Lampiran C. RINGKASAN Biomekanik adalah ilmu multidisiplin yang melibatkan penerapan prinsip-prinsip mekanik dalam studi struktur dan fungsi organisme hidup. Karena ahli biomekanis berasal dari berbagai latar belakang akademis dan bidang profesional, penelitian biomekanis membahas sejumlah masalah dan pertanyaan. Pengetahuan dasar tentang biomekanik sangat penting bagi analis profesional yang kompeten tentang pergerakan manusia, termasuk guru pendidikan jasmani, ahli terapi

fisik, dokter, pelatih, pelatih pribadi, dan instruktur olahraga. Pendekatan terstruktur yang disajikan dalam buku ini dirancang untuk memfasilitasi identifikasi, analisis, dan solusi masalah atau pertanyaan yang berkaitan dengan gerakan manusia. MASALAH PENGANTAR Temukan dan baca tiga artikel dari literatur ilmiah yang melaporkan hasil investigasi biomekanik. (Jurnal Biome-chanics, Jurnal Biomekanika Terapan, dan Kedokteran dan Ilmu Pengetahuan dalam Olahraga dan Latihan adalah sumber yang mungkin.) Tulis ringkasan satu halaman dari setiap artikel, dan identifikasi apakah investigasi statika atau dinamika dalam-volved dan kinetika atau kinematika. Buat daftar 8–10 situs web yang terkait dengan biomekanik, dan tulislah paragrafik yang menggambarkan setiap situs. Tulis diskusi singkat tentang bagaimana pengetahuan biomekanik dapat berguna dalam profesi atau karier yang Anda inginkan. Pilih tiga pekerjaan atau profesi, dan tulis diskusi tentang cara masing-masing melibatkan pekerjaan kuantitatif dan kualitatif. Tulis daftar ringkasan dari langkah-langkah pemecahan masalah yang diidentifikasi dalam bab ini, menggunakan kata-kata Anda sendiri. Tulis deskripsi satu masalah informal dan satu masalah formal. Langkah demi langkah, perlihatkan cara mencapai solusi untuk salah satu masalah yang Anda jelaskan di Soal 6. Selesaikan x di setiap persamaan di bawah ini. Lihat Lampiran A untuk bantuan jika perlu. a. x 5 53

e. x2 5 27 1 35

h. 7 3 5 5 240 1 x

b. 7 1 8 5 x/3

f. x 5 1 79

i. 33 5 x/2

c. 4 3 32 5 x 3 8

g. x 1 3 5 1 38

j. 15 2 28 5 x 3 2

d. 215/3 5 x 1 1 (Jawaban: a. 125; b. 45; c. 4.5; d. 26; e. 7.9; f. 8.9; g. 3.2; h. 75; i. 54;

j. 26.5)

Dua anak sekolah berlomba melintasi taman bermain untuk mendapatkan bola. Tim mulai berlari pada jarak 15 m dari bola, dan Jan mulai berlari pada jarak 12 m dari bola. Jika kecepatan rata-rata Tim adalah 4,2 m / s dan kecepatan rata-rata Jan adalah 4,0 m / s, anak mana yang akan mencapai bola pertama kali? Tunjukkan bagaimana Anda sampai pada jawaban Anda. (Lihat Contoh Soal 1.1.) (Jawab: Jan mencapai bola pertama kali.) 10. Bola 0,5 kg ditendang dengan kekuatan 40 N. Apa hasil ac-celeration dari bola? (Jawab: 80 m / s2) MASALAH TAMBAHAN Pilih gerakan tertentu atau keterampilan olahraga yang diminati, dan bacalah dua atau tiga artikel dari literatur ilmiah yang melaporkan hasil penyelidikan biomekanik yang terkait dengan topik tersebut. Tulis sebuah makalah pendek yang mengintegrasikan informasi dari sumber Anda ke dalam deskripsi berdasarkan gerakan yang Anda pilih secara ilmiah. Ketika mencoba menyeimbangkan buku cek Anda, Anda menemukan bahwa gambar Anda menunjukkan saldo yang berbeda di akun Anda daripada yang dihitung oleh bank. Buat daftar serangkaian prosedur logis yang dapat Anda gunakan untuk menemukan kesalahan. Anda dapat menggunakan format daftar, garis besar, atau blok diagram. Sarah pergi ke toko kelontong dan menghabiskan setengah dari uangnya. Dalam perjalanan pulang, dia berhenti untuk es krim yang harganya $ 0,78. Kemudian dia berhenti dan menghabiskan seperempat dari sisa uangnya untuk melunasi tagihan $ 5,50 di binatu. Berapa banyak uang yang dimiliki Sarah pada awalnya? (Jawab: $ 45,56) Wendell menginvestasikan $ 10.000 dalam portofolio saham yang terdiri dari Petroleum Spe-cial seharga $ 30 per saham, Newshoe dengan harga $ 12 per saham, dan Beans & Sprouts dengan harga $ 2,50 per saham. Dia menempatkan 60% uang di PS, 30% di N, dan 10% di B&S. Dengan nilai pasar berubah (PS turun $ 3,12, N naik 80%, dan B & S naik $ 0,20), berapa nilai portofolionya enam bulan kemudian? (Jawab: $ 11.856) Hipotenus segitiga siku-siku ABC (ditunjukkan di sini) adalah 4 cm. Berapa panjang kedua sisi lainnya? (Jawab: A 5 2 cm; B 5 3.5 cm)

6. Dalam segitiga DEF, sisi E panjang 4 cm dan sisi F panjang 7 cm. Jika an-gle antara sisi E dan F adalah 50 derajat, berapa lama sisi D? (Jawab: 5,4 cm) Orienteer berjalan 300 m ke utara dan kemudian 400 m ke tenggara (pada sudut 45 ° ke utara). Jika dia berlari dengan kecepatan konstan, seberapa jauh dia dari posisi awal? (Jawab: 283,4 m) John keluar untuk menjalankan siang hari hariannya. Dia berlari 2 km barat, lalu 2 km selatan, dan kemudian berjalan di jalan setapak yang membawanya langsung kembali ke tempat dia mulai. Seberapa jauh John berlari? Jika dia berlari dengan kecepatan rata-rata 4 m / s, berapa lama waktu keseluruhannya? (Jawaban: a. 6,83 km; b. 28,5 mnt) John dan Al berada dalam lomba 15 km. John rata-rata 4,4 m / s selama paruh pertama balapan dan kemudian berlari pada kecepatan 4,2 m / s hingga 200 m terakhir, yang ia cakup pada 4,5 m / s. Berapa kecepatan rata-rata yang harus dijalankan Al untuk mengalahkan John? (Jawab:. 4.3 m / s) 10. Sebuah perahu layar mengarah ke utara pada 3 m / s selama 1 jam dan kemudian kembali ke tenggara (pada 45 ° ke utara) pada 2 m / s selama 45 menit. Seberapa jauh kapal itu berlayar? Seberapa jauh dari lokasi awalnya? (Jawaban: a. 16,2 km; b. 8,0 km)

NAME __________________ TANGGAL __________________ PENGALAMAN LABORATORIUM Bekerja dalam kelompok yang terdiri dari 3-5 siswa, pilihlah tiga gerakan manusia atau keterampilan motorik yang Anda semua kenal. (Lompatan vertikal adalah contohnya.) Untuk setiap gerakan, buat daftar setidaknya tiga pertanyaan umum dan tiga pertanyaan spesifik yang mungkin dipilih seorang analis untuk dijawab. Gerakan / Keterampilan 1: ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Pertanyaan umum ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________

Pertanyaan spesifik ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Gerakan / Keterampilan 2: ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Pertanyaan umum ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________

Pertanyaan spesifik ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Gerakan / Keterampilan 3: ________________________________________________________________________ Pertanyaan umum ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Pertanyaan spesifik _______________________________________________________________________ Bekerja dalam kelompok yang terdiri dari 3-5 siswa, pilihlah gerakan manusia atau keterampilan motorik yang Anda semua kenal, dan mintalah dua anggota kelompok secara bersamaan melakukan gerakan itu beberapa kali ketika kelompok itu amati. Berdasarkan pengamatan komparatif Anda, buatlah daftar perbedaan dan kesamaan yang dapat Anda deteksi. Manakah dari ini yang berpotensi penting dan mana yang lebih merupakan masalah gaya pribadi? Perbedaan Gerakan Penting? (Y / T) ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

Pesamaan Gerakan Penting? (Y / T) _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ Bekerja dalam kelompok yang terdiri dari 3-5 siswa, lihat video atau film yang diambil sebelumnya tentang gerakan manusia atau kinerja keterampilan motorik. Setelah melihat pergerakan beberapa kali, buatlah daftar setidaknya tiga pertanyaan umum dan tiga pertanyaan spesifik yang mungkin dipilih seorang analis untuk menjawab tentang pergerakan tersebut.

Pertanyaan umum

________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Pertanyaan spesifik ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Setelah menyelesaikan Pengalaman Laboratorium 1–3, bahas dalam kelompok Anda keuntungan dan kerugian relatif dari masing-masing dari tiga latihan dalam hal kemampuan Anda untuk merumuskan pertanyaan yang bermakna.

Mintalah seorang anggota kelompok Anda melakukan beberapa percobaan berjalan ketika kelompok mengamati dari pandangan depan, samping, dan belakang. Subjek dapat berjalan di atas treadmill atau melintasi lantai. Observasi apa yang dapat dilakukan tentang kiprah subjek dari setiap tampilan yang tidak terlihat atau tidak terlihat dari tampilan lain?

Pengamatan Tampak Depan ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Pengamatan Tampak Samping ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Pengamatan Tampak Belakang ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

REFERENSI Albright JP, Saterbak A, dan Stokes J: Penggunaan kawat gigi lutut dalam olahraga. Rekomendasi saat ini, Olah Raga Med 20: 281, 1995. Block RM: Gambar skating cedera, Phys Med Rehabilitation Clin N Am 10: 177, 1999. Casillas JM, Dulieu V, Cohen M, Marcer I, dan Didier JP: Perbandingan bioenergetik dari kaki penyimpan energi baru dan kaki SACH dalam amputasi pembuluh darah di bawah lutut yang traumatis, Arch Phys Med Rehabilitasi 76:39, 1995. Chaffin DB: Pencegahan primer nyeri punggung bawah melalui penerapan biomekanik dalam tugas-tugas penanganan bahan manual, G Ital Med Lav Ergon 27:40, 2005. Chang YH, Hamerski CM, dan Kram R: Gaya horizontal terapan meningkatkan pemuatan impak dalam penurunan gaya gravitasi, J Biomech 34: 679, 2001.

Dapena J dan Chung CS: Gerakan vertikal dan radial tubuh selama fase lepas landas dari lompat tinggi, Latihan Olahraga Med Sci 20: 290, 1988. Datta D, Heller B, dan Howitt J: Evaluasi perbandingan konsumsi oksigen dan pola gaya berjalan diamputasi menggunakan Intelligent Prostheses dan kontrol fase ayunan lutut teredam secara konvensional, Clin Rehabilitasi 19: 398, 2005. Davis BL, Cavanagh PR, Sommer HJ 3, dan Wu, G: Pasukan reaksi tanah selama penggerak dalam simulasi gayaberat mikro, Aviat Space Environ Med 67: 235, 1996. De Koning JJ, Houdijk H, de Groot G, dan Bobbert MF: Dari biomekanik teori untuk aplikasi dalam olahraga papan atas: kisah Klapskate, J Biomech 33: 1225, 2000. 10. DeVita P, Torry M, Glover KL, dan Speroni DL: Torsi persendian lutut fungsional dan pola tenaganya selama berjalan dan berlari, J Biomech 29: 583, 1996. 11. Doty SB: Penerbangan luar angkasa dan pembentukan tulang, Materwiss Werksttech 35: 951, 2004. 12. Dubravcic-Simunjak S, Pecina M, Kuipers H, Moran J, dan Haspl M: Insidensi cedera pada skater elit junior, Am J Sports Med 31: 511, 2003. 13. Frost HM: Osteoporosis: alasan untuk definisi lebih lanjut? Calcif Tissue Int 62:89, 1998. 14. Grabiner MD, Donovan S, Bareither ML, Marone JR, Hamstra-Wright K, Gatts S, dan Troy KL: Kinematika batang dan risiko jatuh pada orang dewasa: translat-ing hasil biomekanik ke klinik, J Electromyogr Kinesiol 18: 197 , 2007. 15. Greenblatt D: Pengobatan osteoporosis pascamenopause, Farmakoterapi 25: 574, 2005. 16. Hay JG dan Nohara H: Teknik yang digunakan oleh jumper panjang elit dalam persiapan untuk take-off, J Biomech 23: 229, 1990. 17. Houdijk H, de Koning JJ, de Groot G, Bobbert MF, dan van Ingen Schenau GJ: Mekanik push-off dalam speed skating dengan skate dan klap-skate konvensional, Med Sci Sprt Exerc 32: 635, 2000. 18. Hubbard M, de Mestre NJ, dan Scott J: Ketergantungan variabel rilis dalam shot shot, J Biomech 34: 449, 2001.

19. Hume PA, Keogh K, dan Reid D: Peran biomekanik dalam memaksimalkan jarak dan akurasi tembakan golf, Sports Med 35: 429, 2005. 20. Johnston CA, Taunton JE, Lloyd-Smith DR, dan McKenzie DC: Mencegah cedera berlari. Pendekatan praktis untuk dokter keluarga, Can Fam Physician 49: 1101, 2003. 21. Kyröläinen H, Belli A, dan Komi P: Faktor biomekanik yang mempengaruhi ekonomi berjalan, Med Sci Sports Exer 33: 1330, 2001. 22. Kyröläinen H, Kivela R, Koskinen S, McBride J, Andersen JL, Takala T, Sipila S, dan Komi PV: Hubungan timbal balik antara struktur otot, kekuatan otot, dan ekonomi lari, Med Sci Sports Exerc 35:45, 2003. 23. Bibir P: Epidemiologi dan prediktor fraktur yang berhubungan dengan osteoporosis, Am J Med 103: 3S, 1997. 24. Machold W, Kwansy O, Gässler P, Kolonja A, Reddy B, Bauer E, dan Lehr S: Risiko cedera melalui snowboarding, J Trauma 48: 1109, 2000. 25. Matsuo T, Escamilla RF, Fleisig GS, Barrentine SW, dan Andrews JR: Perbandingan parameter kinematik dan temporal antara berbagai kelompok kecepatan pitch yang berbeda, J Appl Biomech 17: 1, 2001. 26. McCarthy ID: Cairan bergeser karena gayaberat mikro dan pengaruhnya terhadap tulang: ulasan pengetahuan saat ini, Ann Biomed Eng 33:95, 2005. 27. McGill SM: Evolusi ergonomi? Ergonomi 52:80, 2009. 28. Nelson RC: Biomekanik: dulu dan sekarang. Di Cooper JM dan Haven B, eds: Prosiding Simposium Biomekanik, Bloomington, Ind, 1980. 29. Paluska SA dan McKeag DB: Kawat gigi lutut: bukti terkini dan rekomendasi klinis untuk penggunaannya, Am Fam Physician 61: 411, 2000. 30. Peterman MM, Hamel AJ, Cavanagh PR, Paizza SJ, dan Shrakey NA: Pemodelan in vitro strain tibialis manusia selama latihan dalam gravitasi mikro, J Biomech 34: 693, 2001. 31. Pietrosimone BG, Grindstaff TL, Linens SW, Uczekaj E, Hertel J: Tinjauan sistematis kawat profilaksis dalam pencegahan cedera ligamen lutut pada pemain sepak bola perguruan tinggi, J Athl Train 43: 409, 2008. 32. Pigozzi F, Santori N, Di Salvo V, Parisi A, dan Di-Luigi L: Snowboard trauma-

tology: sebuah studi epidemiologi, Ortopedi 20: 505, 1997. 33. Prodromos CC, Han Y, Rogowski J, Joyce B, Shi K: Sebuah meta-analisis tentang tidak adanya air mata ligamentum cruciate anterior sebagai fungsi dari gender, olahraga, dan rejimen pengurangan cedera lutut, Arthroscopy 23: 1320, 2007. 34. Recker RR: Osteoporosis, Contemp Nutr 8: 1, 1983. 35. Reilly SM, McElroy EJ, dan Biknevicius AR: Postur, gaya berjalan, dan relevansi ekologis dari biaya alat gerak dan mekanisme penghematan energi dalam tetrapoda, Zoologi (Jena) 110: 271, 2007. 36. Rishiraj N, JE Taunton, Lloyd-Smith R, Woollard R, Regan W, dan Clement DB: Peran potensial dari penahan lutut fungsional / fungsional dalam mencegah cedera ligamen lutut, Sports Med 39: 937, 2009. 37. Robinovitch SN, Hsiao ET, Sandler R, Cortez J, Liu Q, dan Paiement GD: Pencegahan fraktur jatuh dan patah terkait biomekanik, Exer Sprt Sci Rev 28:74, 2000. 38. Ruby D: Biomekanik — bagaimana komputer memperluas kinerja atletik hingga batas jauh tubuh, Popular Science hal 58, Jan 1982. 39. Smith SM, Wastney ME, O'Brien KO, Morukov BV, Larina IM, Abrams SA, Davis-Street JE, Oganov V, dan Shackelford LC: Penanda tulang, tablisme kalsium, dan kinetika kalsium selama ruang durasi panjang penerbangan di stasiun luar angkasa mir, J Bone Miner Res 20: 208, 2004. 40. Stodden DF, Fleisig GS, McLean SP, Lyman SL, dan Andrews JR: Hubungan kapal panggul dan kinematika torso atas dengan kecepatan baseball, J Appl Biomech 17: 164, 2001. 41. Versluys R, Beyl P, Van Damme M, Desomer A, Van Ham R, dan Lefeber D: Kaki prostetik: tinjauan mutakhir dan pentingnya meniru biomekanik kaki-kaki manusia hu-man, Disabil Rehabil Assist Assist Technol 4:65, 2009. 42. Virmavirta M, Kivekäs J, dan Komi P: Aerodinamis lepas landas dalam lompat ski, J Biomech 34: 465, 2001. 43. Wickelgren WA: Cara mengatasi masalah, San Francisco, 1974, WH Freeman. 44. Yoshimitsu K, Shiva N, Matsuse H, Takano Y, T Matsugaki, Inada T, Tagawa Y, dan Nagata K: Pengembangan metode pelatihan untuk lingkungan tanpa bobot menggunakan stimulasi listrik dan kontraksi otot sukarela, Tohoku J Exp Med 220: 83, 2010.

A N N OTAT E D R E A D I N G S Chaffin DB, Andersson GBJ, dan Martin BJ: Occupational biomechanics (edisi ke-3), New York, 2006, John Wiley & Sons. Berfungsi sebagai teks komprehensif di bidang biomekanik pekerjaan. Chapman AE: Analisis biomekanik dari gerakan dasar manusia, Champaign, IL, 2008, Human Kinetics. Menganalisis gerakan fundamental umum seperti berjalan, berlari, melompat, melempar, memanjat, dll. BAB 1: APA ITU BIOMEKANIK? 27 Winter DA: Biomekanik dan kontrol motorik gerakan manusia (edisi ke-4), Baru York, 2010, John Wiley & Sons. Berfungsi sebagai buku teks canggih untuk studi biomekanik manusia. Zeitz P: Seni dan kerajinan pemecahan masalah (2nd ed.), New York, 2007, John Wiley & Sons. Memberikan strategi umum, serta alat dan teknik khusus untuk memecahkan masalah kuantitatif.

R E L AT E D W E B S I T E S American College of Sports Medicine — Kelompok Minat Biomekanik http://www.acsm.org Menyediakan tautan ke Layanan Anggota American College of Sports Medicine Pusat, yang menautkan ke Kelompok Minat ACSM, termasuk Biomekanik Kelompok Minat. American Society of Biomechanics http://asb-biomech.org/ Halaman depan Perhimpunan Biomekanik Amerika. Memberikan informasi tentang organisasi, abstrak konferensi, dan daftar program pascasarjana dalam biomekanik.

Newsgroup Biomch-L http://www.biomch-l.org/ Memberikan informasi tentang grup diskusi email untuk biomekanik dan sains pergerakan manusia / hewan. Kelas Biomekanik di Web http://www.uoregon.edu/~karduna/biomechanics/ Berisi tautan ke lebih dari 100 kelas biomekanik dengan komponen pengajaran berbasis web. Halaman Kuning Biomekanik http://www.sciencecentral.com/site/433521 Memberikan informasi tentang teknologi yang digunakan dalam pekerjaan terkait biomekanik dan termasuk sejumlah klip video yang dapat diunduh. Biomekanik World Wide http://www.uni-due.de/~qpd800/WSITECOPY.html Situs komprehensif dengan tautan ke situs web lain untuk beragam topik terkait biomekanik. Masyarakat Internasional Biomekanik http://www.isbweb.org/ Halaman depan Perhimpunan Biomekanik Internasional (ISB). Menyediakan informasi tentang ISB, perangkat lunak dan data biomekanik, dan petunjuk ke sumber lain terkait informasi biomekanik.

KEYTERMS terkait dengan dimensi dan bobot segmen tubuh penerapan prinsip-prinsip mekanis dalam studi organisme hidup kondisi berlebihan yang disebabkan oleh kompresi saraf median di terowongan karpal dan melibatkan mati rasa, kesemutan, dan rasa sakit di tangan cabang mekanik yang berurusan dengan sistem yang mengalami percepatan

Sistem bobot dan ukuran awalnya dikembangkan di Inggris dan digunakan di Amerika Nyatakan hari ini proses pembentukan deduksi dari informasi yang tersedia studi tentang deskripsi gerak, termasuk pertimbangan ruang dan waktu studi tentang pergerakan manusia studi tentang aksi kekuatan mekanika cabang fisika yang menganalisis aksi gaya pada partikel dan sistem mekanis sistem metrik sistem bobot dan ukuran yang digunakan secara internasional dalam aplikasi ilmiah dan diadopsi untuk penggunaan sehari-hari oleh setiap negara besar kecuali Amerika Serikat kualitatif melibatkan deskripsi kualitas nonnumerik kuantitatif melibatkan penggunaan angka obat olahraga aspek klinis dan ilmiah dari olahraga dan olahraga statika cabang mekanika yang berurusan dengan sistem dalam keadaan gerakan konstan

CHAPTER2 Konsep Kinematik 2 untuk Menganalisis Gerakan Manusia Setelah menyelesaikan bab ini, Anda akan dapat: 1. Berikan contoh bentuk gerak linier, sudut, dan umum. 2. Identifikasi dan gambarkan posisi referensi, pesawat, dan sumbu yang terkait dengan tubuh manusia. 3. Tetapkan dan gunakan istilah arah dan terminologi gerakan bersama secara tepat. 4. Jelaskan bagaimana merencanakan dan melakukan analisis gerakan manusia kualitatif yang efektif. 5. Identifikasi dan gambarkan penggunaan instrumentasi yang tersedia untuk mengukur kuantitas kine-matic.

ONLINELEARNINGCENTERRESOURCES www.mhhe.com/hall6e Masuk ke Online Learning Center (OLC) kami untuk akses ke sumber daya tambahan ini: Manual Lab Online Flashcards dengan definisi istilah kunci bab Tujuan bab Bab presentasi kuliah PowerPoint Kuis bab penilaian diri Sumber daya bab tambahan Tautan web untuk studi dan eksplorasi topik terkait bab.

Apakah yang terbaik untuk mengamati kiprah berjalan dari tampilan samping, tampilan depan, atau belakang? Dari jarak mana seorang pelatih dapat mengamati gaya lemparan pitcher yang terbaik? Apa keuntungan dan kerugian menganalisa gerakan yang direkam dalam video? Bagi pengamat yang tidak terlatih, mungkin tidak ada perbedaan dalam bentuk yang diperlihatkan oleh pelari elit dan pelari pemula atau dalam fungsi lutut normal dan lutut yang cedera sebagian direhabilitasi. Keterampilan apa yang diperlukan dan prosedur apa digunakan untuk analisis kinematika gerakan manusia yang efektif? Salah satu langkah paling penting dalam mempelajari subjek baru adalah menguasai terminologi terkait. Demikian juga, mempelajari protokol analisis umum yang dapat disesuaikan dengan pertanyaan atau masalah tertentu dalam bidang studi sangat berharga. Dalam bab ini, termiologi gerakan manusia diperkenalkan, dan pendekatan pemecahan masalah diadaptasi untuk menyediakan templat bagi penyelesaian kualitatif masalah analisis gerakan manusia. BENTUK GERAKAN Sebagian besar gerakan manusia adalah gerakan umum, kombinasi kompleks komponen gerak lin-ear dan sudut. Karena gerak linier dan sudut adalah bentuk gerakan “murni”, kadang-kadang berguna untuk memecah gerak kompleks menjadi komponen linier dan sudut saat melakukan analisis.

Gerak Linier Gerakan linear murni melibatkan gerakan seragam dari sistem yang menarik, dengan semua bagian sistem bergerak ke arah yang sama pada kecepatan yang sama. Gerak linear juga disebut sebagai gerak translasi, atau terjemahan. Ketika suatu tubuh mengalami penerjemahan, ia bergerak sebagai satu kesatuan, dan bagian-bagian tubuh itu tidak bergerak relatif satu sama lain. Sebagai contoh, seorang penumpang yang sedang tidur dalam penerbangan pesawat sedang diterjemahkan melalui udara. Namun, jika penumpang bangun dan meraih majalah, terjemahan murni tidak lagi terjadi karena posisi lengan relatif terhadap tubuh telah berubah. Gerak linier juga bisa dianggap sebagai gerak sepanjang garis. Jika garis lurus, gerakannya bujursangkar; jika garis melengkung, gerakannya melengkung. Pengendara sepeda motor mempertahankan postur tidak bergerak ketika sepeda bergerak di sepanjang jalan lurus bergerak lurus. Jika motor-clist melompat sepeda dan rangka sepeda tidak berputar, baik pengendara maupun sepeda (dengan pengecualian roda pemintalan)

bergerak curvi-linear saat mengudara. Demikian juga, pemain ski Nordic meluncur dalam posisi statis yang terkunci di bawah bukit pendek dalam gerakan bujursangkar. Jika pemain ski melompati selokan dengan semua bagian tubuh bergerak ke arah yang sama pada kecepatan yang sama di sepanjang jalur lengkung, gerakannya melengkung. Ketika pengendara sepeda motor atau pemain ski melewati puncak bukit, gerakannya tidak sejajar, karena bagian atas tubuh bergerak dengan kecepatan yang lebih besar daripada bagian tubuh yang lebih rendah. Gambar 2-1 menampilkan pesenam dalam gerakan bujursangkar, lengkung, dan rotasi. Gerakan Sudut Gerakan sudut adalah rotasi di sekitar garis imajiner pusat yang dikenal sebagai sumbu rotasi, yang berorientasi tegak lurus terhadap bidang di mana rotasi terjadi. Ketika pesenam melakukan lingkaran raksasa.

sebuah batang, seluruh bodi berputar, dengan sumbu rotasi melewati pusat batang. Ketika penyelam loncatan menjalankan jungkir balik di udara, seluruh tubuh kembali berputar, kali ini di sekitar sumbu imajiner rotasi yang bergerak bersama dengan tubuh. Hampir semua gerakan manusia atas kehendak melibatkan rotasi dari segmen tubuh di sekitar sumbu rotasi imaj-inary yang melewati pusat sendi yang dilampirkan oleh segmen tersebut. Ketika gerakan atau rotasi sudut terjadi, bagian tubuh yang bergerak terus bergerak relatif terhadap bagian tubuh yang lain.

Gerak Umum Ketika terjemahan dan rotasi digabungkan, gerakan yang dihasilkan adalah gerakan umum. Sebuah sepak bola yang ditendang ujung ke ujung diterjemahkan melalui udara karena secara bersamaan berputar di sekitar poros tengah (Gambar 2-2). Seorang pelari diterjemahkan bersama oleh gerakan sudut segmen tubuh di pinggul, lutut, dan pergelangan kaki. Gerakan manusia biasanya terdiri dari gerakan umum daripada gerakan linear atau sudut murni. Sistem Mekanik Sebelum menentukan sifat suatu gerakan, sistem mekanis yang menarik harus didefinisikan. Dalam banyak keadaan, seluruh tubuh manusia dipilih sebagai sistem yang akan dianalisis. Namun dalam keadaan lain, sistem mungkin didefinisikan sebagai lengan kanan atau bahkan bola yang diproyeksikan oleh lengan kanan. Ketika lemparan tinju dilakukan, tubuh secara keseluruhan menampilkan gerakan umum, gerakan lengan lempar terutama bersudut, dan gerakan bola yang dilepaskan adalah linier. Sistem mekanis yang akan dianalisis dipilih oleh analis gerakan sesuai fokus perhatian. Gerakan bujursangkar

Gerakan melengkung

Rotasi

TERMINOLOGI REFERENSI STANDAR Mengkomunikasikan informasi spesifik tentang gerakan manusia membutuhkan terminologi khusus yang secara tepat mengidentifikasi posisi dan arah tubuh. Posisi Referensi Anatomi Posisi referensi anatomis adalah posisi berdiri tegak dengan kaki sedikit terpisah dan lengan menggantung santai di samping, dengan kaki.

telapak tangan menghadap ke depan. Ini bukan posisi berdiri alami, tetapi orientasi tubuh secara konvensional digunakan sebagai posisi referensi atau tempat awal ketika istilah gerakan didefinisikan.

Ketentuan Arah Dalam menggambarkan hubungan bagian tubuh atau lokasi objek eksternal sehubungan dengan tubuh, penggunaan istilah arah diperlukan. Berikut ini adalah istilah arah yang umum digunakan: Superior: lebih dekat ke kepala (Dalam zoologi, istilah sinonimnya adalah kranial.) Inferior: lebih jauh dari kepala (Dalam zoologi, istilah sinonimnya adalah caudal.) Anterior: menuju bagian depan tubuh (Dalam zoologi, istilah sinonimnya adalah ventral.) Posterior: menuju bagian belakang tubuh (Dalam zoologi, istilah sinonimnya adalah dorsal.) Medial: menuju garis tengah tubuh Lateral: jauh dari garis tengah tubuh Proksimal: lebih dekat dalam jarak dengan batang (Misalnya, lutut proxi-mal ke pergelangan kaki.) Distal: agak jauh dari bagasi (Misalnya, pergelangan tangan distal ke siku.) Superficial: menuju permukaan tubuh Deep: di dalam tubuh dan jauh dari permukaan tubuh Semua istilah terarah ini dapat dipasangkan sebagai antonim — kata-kata yang memiliki makna yang berlawanan. Mengatakan bahwa siku proksimal pergelangan tangan sama benarnya dengan mengatakan bahwa pergelangan tangan distal ke siku. Demikian pula, hidung lebih unggul dari mulut dan mulut lebih rendah dari hidung. Pesawat Referensi Anatomi Tiga pesawat kardinal imajiner membagi dua massa tubuh dalam tiga dimensi. Sebuah pesawat adalah permukaan dua dimensi dengan orientasi terdefinisi oleh koordinat spasial dari tiga titik diskrit yang tidak semuanya terkandung dalam garis yang sama. Ini dapat dianggap sebagai permukaan datar imajiner. Bidang sagital, juga dikenal

sebagai bidang anteroposterior (AP), membagi tubuh secara vertikal menjadi bagian kiri dan kanan, dengan masing-masing setengah berisi massa yang sama. Bidang frontal, juga disebut bidang koronal, membelah tubuh secara vertikal menjadi dua bagian depan dan belakang dengan massa yang sama. Bidang horizontal atau transversal memisahkan tubuh menjadi dua bagian atas dan bawah dengan massa yang sama. Untuk seseorang yang berdiri dalam posisi referensi anatomi, ketiga bidang kardinal semuanya berpotongan pada satu titik yang dikenal sebagai pusat massa atau pusat gravitasi tubuh (Gambar 2-3). Pesawat referensi imagi-nary ini hanya ada sehubungan dengan tubuh manusia. Jika seseorang berbelok ke kanan, bidang referensi juga berbelok ke kanan. Meskipun seluruh tubuh dapat bergerak sepanjang atau sejajar dengan bidang kardinal, gerakan segmen tubuh individu juga dapat digambarkan sebagai gerakan bidang sagital, gerakan bidang frontal, dan gerakan bidang transversal. Ketika ini terjadi, gerakan yang digambarkan biasanya dalam bidang yang sejajar dengan salah satu bidang kardinal. Sebagai contoh, gerakan yang melibatkan gerakan maju dan mundur dirujuk kembali sebagai gerakan bidang sagital. Ketika roll ke depan dijalankan, seluruh tubuh bergerak sejajar dengan bidang sagital. Selama berlari di tempat, gerakan lengan dan kaki umumnya maju dan mundur, meskipun bidang gerak melewati sendi bahu dan pinggul alih-alih bagian tengah tubuh. Marching, bowling, dan bersepeda sebagian besar merupakan pergerakan bidang sagital (Gambar 2-4). Gerakan bidang frontal adalah gerakan lateral (sisi-ke-sisi); contoh dari pergerakan bidang frontal total-tubuh adalah roda berguling. Jack lompat, loncatan samping, dan tendangan samping dalam sepak bola membutuhkan gerakan bidang frontal pada sambungan tubuh tertentu. Contoh-contoh gerakan pesawat transversal total-tubuh termasuk pelintiran yang dilakukan oleh penyelam, trampolin, atau pesenam udara dan pirouette penari. Meskipun banyak gerakan yang dilakukan oleh tubuh manusia tidak berorientasi secara sagital, frontal, atau transversal, atau tidak planar sama sekali, tiga pesawat referensi utama masih bermanfaat. Gerakan tubuh kasar dan gerakan khusus yang disebut pada persendian sering digambarkan sebagai gerakan frontal, sagital, atau transversal. Sumbu Referensi Anatomi Ketika sebuah segmen tubuh manusia bergerak, ia berputar di sekitar sumbu rotasi imagi-nary yang melewati sebuah sendi tempat ia melekat. Ada tiga sumbu referensi untuk menggambarkan gerak manusia, dan masing-masing berorientasi tegak lurus terhadap salah satu dari tiga bidang gerak. Sumbu medio-lateral, juga dikenal sebagai sumbu frontal-horizontal, tegak lurus terhadap bidang sagital. Rotasi pada bidang frontal terjadi di sekitar sumbu antero-posterior, atau sumbu sagital-horizontal (Gambar 2-5). Rotasi bidang melintang adalah sekitar sumbu longitudinal, atau sumbu vertikal. Penting

untuk mengenali bahwa masing-masing dari ketiga sumbu ini selalu dikaitkan dengan bidang tunggal yang sama — sumbu yang tegak lurus.

TERMINOLOGI GERAKAN BERSAMA Ketika tubuh manusia berada dalam posisi referensi anatomi, semua segmen tubuh dianggap diposisikan pada nol derajat. Rotasi segmen tubuh yang jauh dari posisi anatomis dinamai sesuai dengan arahan gerakan dan diukur sebagai sudut antara posisi segmen tubuh dan posisi anatomi. Pergerakan Pesawat Sagittal Dari posisi anatomi, tiga gerakan primer yang terjadi pada bidang sagital adalah fleksi, ekstensi, dan hiperekstensi (Gambar 2-6). Fleksi meliputi rotasi bidang sagital yang diarahkan ke anterior dari kepala, trunk, lengan atas, lengan bawah, tangan, dan pinggul, dan rotasi bidang sagital posterior yang diarahkan ke kaki bagian bawah. Perpanjangan didefinisikan sebagai gerakan yang mengembalikan segmen tubuh ke posisi anatomi dari posisi fleksi, dan hiperekstensi adalah rotasi di luar posisi anatomi dalam arah yang berlawanan dengan arah fleksi. Jika lengan atau kaki diputar secara internal atau eksternal dari posisi anatomi, fleksi, ekstensi, dan hiperekstensi pada lutut dan siku dapat terjadi pada bidang selain sagital. Rotasi bidang sagital di pergelangan kaki terjadi baik ketika kaki bergerak relatif ke kaki bagian bawah dan ketika kaki bagian bawah bergerak relatif terhadap kaki. Gerak yang membawa bagian atas kaki ke arah kaki bagian bawah dikenal sebagai dorsofleksi, dan gerakan yang berlawanan, yang dapat divisualisasikan sebagai "menanam" bola kaki, disebut plantar flexion (Gambar 2-7).

Pergerakan Pesawat Frontal Gerakan rotasi bidang frontal utama adalah penculikan dan penambahan. Penculikan (penculikan yang berarti "untuk mengambil") menjauhkan segmen tubuh dari garis tengah tubuh; adduksi (menambahkan arti "untuk mengembalikan") menggerakkan segmen tubuh lebih dekat ke garis tengah tubuh (Gambar 2-8). Pergerakan bidang frontal lainnya termasuk rotasi ke samping dari batang, yang disebut fleksi lateral kanan atau kiri (Gambar 2-9). Ketinggian dan depresi korset bahu mengacu pada gerakan korset bahu dalam arah superior dan inferior, masing-masing (Gambar 2-10). Rotasi tangan di pergelangan tangan di bidang frontal ke arah jari-jari (sisi ibu jari) disebut sebagai deviasi radial, dan deviasi ulnaris adalah rotasi tangan ke arah ulna (sisi jari kelingking) (Gambar 2-11). Pergerakan kaki yang terjadi sebagian besar di bidang frontal selalu sion dan inversi. Rotasi ke luar dari telapak kaki disebut ever-sion, dan rotasi ke dalam telapak kaki disebut inversi (Gambar 2-12). Penculikan dan adduksi juga digunakan untuk menggambarkan rotasi ke luar dan ke dalam dari seluruh kaki. Pronasi dan supinasi

sering digunakan untuk menggambarkan gerakan yang terjadi pada sendi subtalar. Pronasi pada sendi sub-lar terdiri dari kombinasi eversi, abduksi, dan dorsofleksi, dan supinasi melibatkan inversi, adduksi, dan fleksi plantar.

Pergerakan Pesawat Melintang Gerakan tubuh pada bidang transversal adalah gerakan rotasi sekitar sumbu longitudinal. Rotasi kiri dan rotasi kanan digunakan untuk menggambarkan gerakan bidang melintang dari kepala, leher, dan batang. Rotasi lengan atau tungkai sebagai unit dalam bidang transversal disebut rotasi medial, atau rotasi internal, ketika rotasi mengarah ke garis tengah tubuh, dan rotasi lateral, atau rotasi eksternal, ketika rotasi menjauhi garis tengah garis tengah. tubuh (Gambar 2-13). Istilah khusus digunakan untuk gerakan rotasi lengan bawah. Rotasi luar dan dalam lengan masing-masing dikenal sebagai su-pination dan pronation (Gambar 2-14). Dalam posisi anatomis lengan bawah berada dalam posisi supinasi. Walaupun abduksi dan adduksi adalah gerakan bidang frontal, ketika lengan atau paha dilenturkan ke suatu posisi, pergerakan segmen-segmen ini pada bidang transversal dari posisi anterior ke posisi lateral disebut abduksi horizontal, atau ekstensi horizontal (Gambar 2-15) . Gerakan di bidang transversal dari posisi lateral ke posisi anterior disebut adduksi horizontal, atau fleksi horisontal.

Pergerakan lainnya Banyak gerakan anggota tubuh terjadi di pesawat yang berorientasi secara diagonal ke tiga pesawat kardinal yang diakui secara tradisional. Namun, karena gerakan manusia begitu rumit, identifikasi nominal bidang gerak manusia tidak praktis. Satu kasus khusus dari gerakan umum yang melibatkan gerakan melingkar dari segmen tubuh ditetapkan sebagai sirkumuksi. Menelusuri lingkaran imajiner di udara dengan ujung jari sementara tangan lainnya diam membutuhkan penggantungan pada sendi metacarpophalangeal (Gambar 2-16). Circumduction menggabungkan fleksi, ekstensi, abduksi, dan adduksi, yang diolah kembali dalam lintasan berbentuk kerucut dari segmen tubuh yang bergerak.

Pronation

Supination

SISTEM REFERENSI SPASIAL Sementara tiga bidang kardinal dan sumbu rotasi yang terkait bergerak bersama tubuh, juga sering bermanfaat untuk menggunakan sistem referensi tetap. Ketika ahli biomekanis secara kuantitatif menggambarkan pergerakan organisme hidup, mereka menggunakan sistem referensi spasial untuk membakukan pengukuran yang dilakukan. Sistem yang paling umum digunakan adalah sistem koordinat Cartesius, di mana satuan diukur dalam arah dari dua atau tiga sumbu utama.

Gerakan yang terutama dalam satu arah, atau planar, seperti berlari, bersepeda, atau melompat, dapat dianalisis dengan menggunakan sistem koordinat Cartesian dua dimensi (Gambar 2-17). Dalam sistem koordinat Kartesius dua dimensi, titik yang menarik diukur dalam satuan dalam arah x, atau horisontal, dan dalam arah y, atau vertikal. Ketika seorang ahli biomekanis menganalisis gerakan tubuh manusia, poin yang menarik biasanya adalah sendi tubuh, yang merupakan titik akhir segmen tubuh. Lokasi setiap pusat sambungan dapat diukur sehubungan dengan dua sumbu dan digambarkan sebagai (x, y), di mana x adalah jumlah unit horizontal yang jauh dari sumbu y dan y adalah jumlah unit vertikal yang jauh dari x -sumbu. Unit-unit ini dapat diukur dalam pembagian positif dan negatif (Gambar 2-18). Ketika sebuah pergerakan yang menarik adalah tiga dimensi, analisis dapat diperluas ke dimensi ketiga dengan menambahkan sumbu z tegak lurus ke sumbu x dan y dan mengukur satuan menjauh dari bidang x, y ke arah z. Dengan sistem koordinat dua dimensi, sumbu y biasanya vertikal, dan sumbu x horizontal. Dalam kasus sistem koordinat tiga dimensi, biasanya sumbu-z yang vertikal, dengan sumbu x dan y yang mewakili dua arah horizontal. ANALISIS KUALITATIF GERAKAN MANUSIA Perintah yang baik dari bahasa yang terkait dengan bentuk gerak, terminologi referensi standar, dan terminologi gerakan bersama sangat penting untuk dapat menggambarkan analisis kualitatif gerakan manusia. Kemampuan untuk menilai secara kualitatif pergerakan manusia juga membutuhkan keduanya.

tepi karakteristik gerakan yang diinginkan dan kemampuan untuk mengamati dan menganalisis apakah kinerja yang diberikan menggabungkan karakteristik ini. Seperti yang diperkenalkan pada Bab 1, kata kualitatif mengacu pada deskripsi kualitas tanpa menggunakan angka. Pengamatan visual adalah pendekatan yang paling umum digunakan untuk menganalisis secara kualitatif mekanisme gerakan manusia. Berdasarkan informasi yang diperoleh dari menonton seorang atlet melakukan keterampilan, seorang pasien berjalan menuruni jalan, atau seorang siswa mencoba tugas baru, pelatih, dokter, dan guru membuat penilaian dan rekomendasi setiap hari. Agar efektif, bagaimanapun, analisis kualitatif tidak dapat dilakukan secara sembarangan, tetapi harus direncanakan dan dilakukan dengan cermat oleh seorang analis dengan pengetahuan tentang biomekanik gerakan. Pengetahuan Prasyarat untuk Analisis Kualitatif Ada dua sumber utama informasi untuk analis yang mendiagnosis keterampilan motorik. Yang pertama adalah kinematika atau teknik yang diperagakan oleh pemain, dan yang kedua adalah hasil kinerja. Mengevaluasi hasil kinerja adalah nilai terbatas, karena akar hasil kinerja optimal adalah biomekanik yang tepat. Untuk secara efektif menganalisis keterampilan motorik, sangat membantu analis untuk memahami tujuan spesifik keterampilan tersebut dari perspektif biomekanik. Tujuan umum dari pemain bola voli yang melayani bola adalah memproyeksikan bola secara legal melewati net dan masuk ke lapangan lawan. Secara khusus, ini membutuhkan penjumlahan kekuatan yang terkoordinasi yang dihasilkan oleh rotasi batang, ekstensi bahu, ekstensi siku, dan terjemahan maju dari pusat gravitasi total-tubuh, serta menghubungi bola pada ketinggian dan sudut yang tepat. Sedangkan tujuan akhir dari pengendara sepeda sprint kompetitif adalah untuk memaksimalkan kecepatan sambil menjaga keseimbangan untuk melewati garis finish terlebih dahulu, secara biomekanik ini membutuhkan faktor-faktor seperti memaksimalkan produksi gaya tegak lurus terhadap pedal dan mempertahankan profil tubuh yang rendah untuk meminimalkan tahan udara. Tanpa pengetahuan tentang prinsip-prinsip biomekanik yang relevan, analis mungkin mengalami kesulitan dalam mengidentifikasi faktor-faktor yang berkontribusi pada (atau menghambat) kinerja dan mungkin salah menafsirkan pengamatan yang mereka buat. Lebih khusus lagi, untuk secara efektif menganalisis keterampilan motorik, analis harus dapat mengidentifikasi penyebab kesalahan teknik, sebagai lawan dari gejala

kesalahan, atau kekhasan kinerja. Pelatih tenis atau golf yang tidak berpengalaman dapat fokus untuk membuat pemain menampilkan tindak lanjut yang tepat setelah memukul bola. Namun, tindak lanjut yang tidak memadai hanyalah gejala dari kesalahan kinerja yang mendasarinya, yang dapat berupa kegagalan untuk memulai pukulan atau ayunan dengan rotasi batang yang cukup dan backswing, atau kegagalan untuk mengayunkan raket atau pentungan dengan kecepatan yang memadai. Kemampuan untuk mengidentifikasi penyebab kesalahan kinerja tergantung pada pemahaman biomekanik keterampilan motorik. Salah satu sumber pengetahuan potensial tentang biomekanik keterampilan motorik adalah pengalaman dalam melakukan keterampilan tersebut. Seseorang yang melakukan keterampilan dengan mahir biasanya lebih siap untuk menganalisis secara kualitatif keterampilan itu daripada orang yang kurang terbiasa dengan keterampilan itu. Sebagai contoh, pemain tingkat lanjut menunjukkan pengambilan keputusan perseptual yang lebih besar selama pitch dibandingkan dengan batters menengah, terutama ketika pitch adalah bola kurva (4). Dalam kebanyakan kasus, tingkat keakraban yang tinggi dengan keterampilan atau gerakan yang dilakukan meningkatkan kemampuan analis untuk memusatkan perhatian pada aspek-aspek penting dari acara tersebut. Pengalaman langsung dalam melakukan keterampilan motorik, bagaimanapun, bukan satu-satunya atau tentu cara terbaik untuk memperoleh keahlian dalam menganalisis keterampilan. Atlet yang terampil sering kali mencapai kesuksesan bukan karena bentuk atau teknik yang mereka perlihatkan, tetapi terlepas dari itu! Selain itu, atlet yang sangat berprestasi tidak selalu menjadi pelatih terbaik, dan pelatih yang sangat sukses mungkin memiliki sedikit atau tidak ada pengalaman partisipatif dalam olahraga yang mereka latih. Pembimbing, guru, atau dokter yang teliti biasanya menggunakan beberapa jalan untuk mengembangkan basis pengetahuan untuk mengevaluasi keterampilan motorik. Salah satunya adalah membaca bahan-bahan yang tersedia dari buku teks, jurnal ilmiah, dan jurnal lay (pembinaan), terlepas dari fakta bahwa tidak semua pola dan keterampilan gerakan telah diteliti dan bahwa beberapa literatur biomekanik begitu esoterik sehingga diperlukan pelatihan lanjutan dalam biomekanik untuk memahaminya . Namun, ketika memilih bahan bacaan, penting untuk membedakan antara artikel yang didukung oleh penelitian dan yang terutama didasarkan pada pendapat, karena pendekatan "akal sehat" untuk analisis keterampilan mungkin cacat. Ada juga peluang untuk berinteraksi

langsung dengan individu yang memiliki pengetahuan ahli keterampilan tertentu di konferensi dan lokakarya. Merencanakan Analisis Kualitatif Bahkan analisis kualitatif yang paling sederhana pun dapat menghasilkan informasi yang tidak memadai atau salah jika didekati secara serampangan. Ketika kompleksitas keterampilan dan / atau tingkat detail analitik yang diinginkan meningkat, demikian juga tingkat perencanaan yang diperlukan. Langkah pertama dalam analisis apa pun adalah mengidentifikasi pertanyaan atau pertanyaan utama yang menarik. Seringkali, pertanyaan-pertanyaan ini telah dirumuskan oleh analis, atau mereka berfungsi sebagai tujuan asli untuk observasi. Misalnya, apakah kiprah pasien pasca operasi kembali normal? Mengapa seorang pemain bola voli mengalami kesulitan mengenai cross-court? Apa yang mungkin menyebabkan sakit pergelangan tangan sekretaris? Atau sederhananya, apakah keterampilan yang diberikan dilakukan secara seefektif mungkin? Mempertanyakan satu atau lebih pertanyaan atau masalah tertentu membantu memfokuskan analisis. Mempersiapkan lembar kriteria atau daftar periksa sebelum melakukan analisis adalah cara yang berguna untuk membantu memusatkan perhatian pada elemen-elemen penting dari gerakan yang sedang dievaluasi. Tentu saja, kemampuan untuk mengidentifikasi pertanyaan analisis yang tepat dan merumuskan daftar periksa tergantung pada pengetahuan analis tentang bio-mekanika gerakan. Ketika seorang analis mengamati keterampilan yang kurang familiar, akan sangat membantu untuk mengingat bahwa banyak keterampilan motorik memiliki kesamaan. Misalnya, servis di tenis dan bola voli dan overhead buruk-minton jelas sangat mirip dengan lemparan ketiak. Analis selanjutnya harus menentukan perspektif optimal untuk melihat pergerakan. Jika gerakan utama terutama pla-nar, seperti dengan kaki selama bersepeda atau lengan pitching selama pitch softball, perspektif penglihatan tunggal seperti tampilan samping atau tampilan belakang mungkin cukup. Jika gerakan terjadi di lebih dari satu bidang, seperti gerakan lengan dan kaki selama gaya dada atau gerakan lengan selama ayunan pemukul baseball, pengamat mungkin perlu melihat gerakan dari lebih dari satu perspektif untuk melihat semua aspek penting minat. Sebagai contoh, tampilan belakang, tampilan samping, dan tampilan atas tendangan seniman bela diri semuanya menghasilkan informasi yang berbeda tentang pergerakan (Gambar 2-19).

Jarak pandang analis dari pelaku juga harus dipantau dengan seksama (Gambar 220). Jika analis ingin mengamati pronasi dan supinasi sub-talar pada pasien yang berjalan di atas treadmill, pandangan belakang close-up pada tungkai bawah dan kaki diperlukan. Menganalisis di mana pemain bola voli tertentu bergerak di lapangan selama serangkaian permainan di bawah kondisi permainan yang berubah dengan cepat, paling baik dilakukan dari posisi yang jauh dan tinggi. Pertimbangan lain adalah jumlah percobaan atau eksekusi gerakan yang harus diamati dalam proses merumuskan analisis. Seorang atlet yang terampil dapat menampilkan gerakan kinematika yang hanya menyimpang sedikit di seluruh pertunjukan, tetapi seorang anak yang belajar berlari mungkin tidak memiliki dua langkah yang sama. Mendasarkan analisis pada pengamatan kinerja tunggal biasanya tidak bijaksana. Semakin besar ketidakkonsistenan dalam kinerjanya, semakin besar jumlah pengamatan yang harus dilakukan. Faktor-faktor lain yang berpotensi mempengaruhi kualitas pengamatan pergerakan manusia adalah pakaian pelaku dan sifat lingkungan sekitarnya. Ketika peneliti biomekanik mempelajari kine-mati dari gerakan tertentu, subjek biasanya mengenakan pakaian minimal sehingga gerakan segmen tubuh tidak akan dikaburkan. Meskipun ada banyak situasi, seperti kelas pengajaran, acara kompetitif, dan praktik tim, yang hal ini mungkin tidak praktis, analis harus menyadari bahwa pakaian longgar dapat mengaburkan gerakan halus. Pencahayaan yang memadai dan latar belakang warna kontras yang tidak mengganggu juga meningkatkan visibilitas gerakan yang diamati. Pertimbangan terakhir adalah apakah hanya mengandalkan pengamatan visual atau menggunakan kamera video. Dengan meningkatnya kecepatan gerakan minat, semakin tidak praktis untuk mengandalkan pengamatan visual. Sebagai konsekuensinya, bahkan pengamat yang paling hati-hati mungkin kehilangan aspek-aspek penting dari gerakan yang dieksekusi dengan cepat. Video juga memungkinkan pemain untuk melihat gerakan, serta memungkinkan menonton gerakan yang berulang-ulang oleh analis dan pelaku, memungkinkan umpan balik kinerja yang dapat meningkatkan pembelajaran keterampilan motorik. Sebagian besar unit pemutaran juga mengaktifkan gerakan lambat

melihat dan kemajuan satu gambar yang memfasilitasi isolasi aspek kritis dari suatu gerakan. Analis harus menyadari, bagaimanapun, bahwa ada potensi penarikan kembali ke penggunaan video. Kesadaran subjek tentang keberadaan era kamera kadang-kadang menghasilkan perubahan kinerja. Analis gerakan harus menyadari bahwa subjek dapat terganggu atau secara tidak sadar memodifikasi teknik mereka ketika alat perekam digunakan. Melakukan Analisis Kualitatif Meskipun ada perencanaan analisis kualitatif yang cermat, pertanyaan-pertanyaan baru terkadang muncul selama pengumpulan observasi. Modifikasi gerakan mungkin terjadi dengan setiap kinerja sebagai pembelajaran okcurs, terutama ketika pemain tidak terampil. Bahkan ketika ini tidak terjadi, pengamatan yang dilakukan dapat menyarankan pertanyaan baru yang menarik. Misalnya, apa yang menyebabkan ketidakkonsistenan dalam ayunan pegolf? Perubahan teknik apa yang terjadi pada kisaran 30-40 m dalam sprint 100 m? Analisis yang cermat tidak diprogram secara ketat, tetapi sering kali melibatkan identifikasi pertanyaan baru untuk dijawab atau masalah yang harus dipecahkan. Guru, clini-cian, atau pelatih sering terlibat dalam proses yang berkesinambungan dalam merumuskan analisis, mengumpulkan pengamatan tambahan, dan merumuskan analisis yang diperbarui (Gambar 2-21).

Menjawab pertanyaan yang telah diidentifikasi mengharuskan ana-lyst dapat fokus pada aspek-aspek penting dari gerakan. Setelah kesalahan bio-mekanis secara umum diidentifikasi, seringkali berguna bagi analis untuk mengawasi pelaku selama beberapa percobaan dan secara progresif membidik masalah spesifik. Mengevaluasi teknik softball pitcher mungkin dimulai dengan pengamatan kecepatan bola yang tidak mencukupi, berlanjut ke evaluasi kinematika ekstremitas atas, dan diakhiri dengan identifikasi pergelangan tangan yang tidak cukup saat melepaskan bola. Analis juga harus menyadari bahwa setiap kinerja keterampilan motorik dipengaruhi oleh karakteristik pemain. Ini termasuk usia pemain, jenis kelamin, dan antropometri; tingkat perkembangan dan keterampilan di mana pemain beroperasi; dan setiap ciri fisik atau kepribadian khusus yang dapat memengaruhi kinerja. Memberikan pemain pemula yang berusia pra sekolah dengan isyarat untuk kinerja yang terampil dan matang mungkin kontraproduktif, karena anak-anak muda tidak memiliki kemampuan motorik yang sama dengan orang dewasa. Demikian juga, meskipun pelatihan dapat memperbaiki kehilangan kekuatan otot dan rentang gerak sendi yang sebelumnya dianggap tidak terkait dengan penuaan, analis gerakan manusia membutuhkan peningkatan pengetahuan dan kepekaan terhadap kebutuhan khusus orang dewasa yang ingin mengembangkan keterampilan motorik baru. Analis juga harus menyadari bahwa, meskipun gender secara tradisional dianggap sebagai dasar untuk perbedaan kinerja, penelitian telah menunjukkan bahwa sebelum pubertas sebagian besar perbedaan kinerja terkait gender mungkin diturunkan secara budaya daripada ditentukan secara biologis (3). Gadis-gadis muda biasanya tidak diharapkan untuk menjadi terampil atau bahkan seaktif anak laki-laki. Sayangnya, dalam banyak situasi, harapan-harapan ini melampaui masa kanak-kanak hingga remaja dan dewasa. Keyakinan bahwa suatu kegiatan yang tidak sesuai gender telah terbukti berdampak negatif pada kemampuan wanita usia kuliah untuk mempelajari keterampilan motorik baru (1). Analis yang berkinerja perempuan tidak seharusnya memperkuat kesalahpahaman budaya ini dengan menurunkan harapan mereka terhadap anak perempuan atau perempuan berdasarkan gender. Analis juga harus peka terhadap faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi kinerja. Apakah pemain tersebut mengalami gangguan emosi baru-baru ini? Apakah matahari ada di matanya? Apakah dia lelah? Menjadi pengamat yang efektif membutuhkan kesadaran penuh terhadap lingkungan sekitar.

Untuk melengkapi pengamatan visual, analis harus menyadari bahwa bentukbentuk informasi non-visual kadang-kadang juga berguna selama analisis gerakan. Misalnya, informasi pendengaran dapat memberikan petunjuk tentang cara di mana suatu gerakan dieksekusi. Kontak yang tepat dari sebuah klub golf dengan sebuah bola terdengar sangat berbeda dari ketika seorang pegolf “memuncaki” bola tersebut. Demikian pula, celah tongkat bisbol mengenai bola menunjukkan bahwa kontak itu langsung daripada melirik. Suara kontak ganda lengan pemain bola voli dengan bola dapat mengidentifikasi serangan ilegal. Suara gaya berjalan pasien biasanya mengungkapkan apakah ada asimetri. Sumber informasi potensial lainnya adalah umpan balik dari pelaku (Contoh Aplikasi 2.1). Seorang pemain yang cukup berpengalaman untuk mengenali kembali bagaimana suatu gerakan tertentu terasa dibandingkan dengan cara sedikit modifikasi dari gerakan yang sama dirasakan adalah sumber informasi yang berguna. Namun, tidak semua pemain cukup terbiasa secara biestetis untuk memberikan umpan balik subyektif yang berarti dari sifat ini. Pelaku yang dianalisis juga dapat membantu dengan cara lain. Kekurangan kinerja dapat disebabkan oleh kesalahan dalam teknik, persepsi, atau pengambilan keputusan. Identifikasi kesalahan persepsi dan pengambilan keputusan oleh pemain sering membutuhkan lebih dari pengamatan visual kinerja. Dalam kasus ini, mengajukan pertanyaan yang bermakna tentang pelaku mungkin berguna. Namun, analis harus mempertimbangkan input subyektif dari pelaku dalam hubungannya dengan pengamatan yang lebih objektif. Cara potensial lain untuk meningkatkan ketelitian analisis adalah dengan melibatkan lebih dari satu analis. Ini mengurangi kemungkinan kelalaian. Siswa dalam proses belajar keterampilan motorik baru juga dapat memanfaatkan tim untuk menganalisis kinerja satu sama lain di bawah arahan guru yang sesuai. Akhirnya, analis harus ingat bahwa keterampilan pengamatan meningkat dengan latihan. Ketika analis memperoleh pengalaman, proses analisis menjadi lebih alami, dan analisis yang dilakukan cenderung menjadi lebih efektif. S A M P L E A P P L I C A T I O N 2. 1 Masalah: Sally, pemukul luar yang kuat dari tim bola voli sekolah menengah, telah keluar selama dua minggu dengan bursitis bahu ringan tetapi baru-baru ini menerima izin dokternya untuk kembali berlatih. Joan, pelatih Sally, memperhatikan bahwa lonjakan

Sally melakukan perjalanan dengan kecepatan lambat dan sedang ditangani dengan mudah oleh para pemain bertahan. Merencanakan Analisis Masalah spesifik apa yang perlu dipecahkan atau pertanyaan yang perlu dijawab terkait dengan gerakan ini? Joan pertama-tama mempertanyakan Sally untuk memastikan bahunya tidak sakit. Dia kemudian beralasan bahwa ada kesalahan teknis. Dari sudut dan jarak apa sajakah aspek problematik dari gerakan itu paling baik diamati? Apakah diperlukan lebih dari satu tampilan? Meskipun lonjakan vol-leyball melibatkan rotasi bidang transversal batang, gerakan lengan terutama di bidang sagital. Karena itu Joan memutuskan untuk memulai dengan mengamati pandangan sagital dari sisi lengan memukul Sally. Berapa banyak pertunjukan gerakan yang harus diamati? Karena Sally adalah pemain yang terampil dan paku-paku secara konsisten dieksekusi pada kecepatan rendah, Joan beralasan bahwa hanya beberapa pengamatan yang mungkin diperlukan. Apakah pakaian subjek khusus, pencahayaan, atau lingkungan latar belakang diperlukan untuk memfasilitasi pengamatan? Gym tempat tim berlatih menyala dengan baik dan para pemain mengenakan atasan tanpa lengan. Oleh karena itu, tidak ada akomodasi khusus untuk analisis yang diperlukan. Apakah rekaman video dari gerakan itu perlu atau bermanfaat? Paku vol-leyball adalah gerakan yang relatif cepat, tetapi ada titik-titik pemeriksaan yang pasti yang bisa diamati oleh pengamat yang berpengetahuan luas secara real time. Apakah lompatan terutama vertikal, dan apakah cukup tinggi bagi pemain untuk menghubungi bola di atas jaring? Apakah lengan memukul diposisikan dengan lengan atas dalam penculikan horizontal maksimal sebelum lengan ayun untuk memungkinkan berbagai gerakan lengan? Apakah gerakan memukul dimulai dengan rotasi batang diikuti oleh fleksi bahu, kemudian ekstensi siku, kemudian fleksi pergelangan tangan yang mirip snapshot? Apakah gerakan dieksekusi dengan cara yang terkoordinasi untuk memungkinkan memberikan kekuatan besar pada bola?

Melakukan Analisis Tinjau, dan kadang-kadang merumuskan kembali, pertanyaan fokus tertentu. Setelah menonton Sally melakukan dua paku, Joan mengamati bahwa rentang gerak lengannya tampaknya relatif kecil. Secara berulang-ulang lihat gerakan untuk secara bertahap membidik penyebab kesalahan kinerja. Setelah menonton Sally lonjakan tiga kali lagi, Joan menduga bahwa Sally tidak memposisikan lengan atasnya dalam penculikan hori-zontal maksimal dalam persiapan untuk pemukulan. Waspadai pengaruh karakteristik pemain. Joan berbicara dengan Sally di pinggir lapangan dan memintanya untuk meletakkan lengannya dalam posisi persiapan untuk pukulan. Dia bertanya pada Sally apakah posisi ini menyakitkan, dan Sally menjawab bahwa itu tidak benar. Perhatikan isyarat non-visual. (Tidak ada yang terlihat dalam situasi ini.) Jika pantas, minta pemain untuk menganalisis sendiri. Joan mengatakan kepada Sally bahwa dia mencurigai Sally telah melindungi bahu dengan tidak memutar lengannya cukup jauh untuk mempersiapkan paku. Dia bisa memperbaiki masalahnya. Beberapa paku Sally berikutnya dieksekusi dengan kecepatan jauh lebih cepat. Pertimbangkan untuk melibatkan analis lain untuk membantu. Joan meminta asisten pelatihnya untuk mengawasi Sally untuk sisa latihan untuk menentukan apakah masalahnya telah diperbaiki. dan informatif. Analis ahli biasanya lebih mampu mengidentifikasi dan mendiagnosis kesalahan daripada pemula. Analis pemula harus mengambil setiap kesempatan untuk mempraktikkan analisis gerakan dalam pengaturan yang terencana dan terstruktur dengan cermat, karena praktik seperti itu telah terbukti meningkatkan kemampuan memusatkan perhatian pada aspek-aspek kritis kinerja (2).

ALAT UNTUK MENGUKUR KUANTITAS KINEMATIK Peneliti Biomekanik telah menyediakan beragam peralatan untuk mempelajari kinematika gerakan manusia. Pengetahuan yang diperoleh melalui penggunaan alat ini sering diterbitkan dalam jurnal profesional untuk guru, dokter, pelatih, dan orang lain yang tertarik dengan gerakan manusia. Video dan Film Para fotografer mulai menggunakan kamera untuk mempelajari gerakan manusia dan binatang selama akhir abad ke-19. Salah satu pho-tographer awal yang terkenal adalah Eadweard Muybridge, seorang fotografer lanskap Inggris dan karakter yang agak berwarna yang sering menerbitkan esai yang memuji karyanya sendiri. Muybridge menggunakan kamera diam yang dikontrol secara elektronik yang disejajarkan secara berurutan dengan perangkat trip elektromagnetik untuk menangkap bidikan berantai kuda yang berlari dan berderap, dengan demikian menyelesaikan pertentangan tentang apakah keempat kaki pernah mengudara secara simultan (yaitu). Namun, yang lebih penting, ia mengumpulkan tiga volume karya pho-tografi tentang gerakan manusia dan hewan yang memberikan dokumentasi ilmiah tentang beberapa perbedaan halus antara gaya berjalan normal dan patologis. Analis pergerakan saat ini memiliki beragam jenis kamera yang dapat dipilih. Jenis gerakan dan persyaratan analisis sangat menentukan kamera dan sistem analisis pilihan. Video standar menyediakan 30 gambar yang dapat diselesaikan per detik, yang cukup memadai untuk banyak aplikasi gerakan manusia. Para ilmuwan dan dokter yang melakukan studi kuantitatif terperinci mengenai kinematika gerak manusia biasanya membutuhkan kamera video dan unit pemutaran yang lebih canggih, dengan tingkat pengambilan gambar yang lebih tinggi. Sistem tangkapan video digital yang dirancang untuk analisis gerakan manusia tersedia secara komersial dengan kecepatan bingkai hingga 2000 Hz. Namun, baik untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif, pertimbangan yang sering kali lebih penting daripada kecepatan kamera adalah kejelasan gambar yang diambil. Ini adalah kecepatan rana kamera yang memungkinkan pengguna mengontrol waktu bukaan, atau lamanya waktu rana terbuka saat setiap gambar dalam rekaman video diambil. Semakin cepat gerakan dianalisis, semakin pendek durasi waktu pencahayaan yang diperlukan untuk mencegah kekaburan gambar yang diambil.

Pertimbangan penting lainnya ketika menganalisis gerakan manusia dengan video adalah jumlah kamera yang diperlukan untuk secara memadai menangkap aspek-aspek yang menarik. Karena sebagian besar gerakan manusia tidak dibatasi pada satu bidang tunggal, biasanya diperlukan beberapa kamera untuk memastikan bahwa semua gerakan dapat dilihat dan direkam secara akurat untuk analisis terperinci. Ketika kepraktisan menentukan bahwa satu kamera digunakan, pertimbangan yang bijaksana harus diberikan pada posisi pemosisian kamera yang terkait dengan pergerakan yang menarik. Hanya ketika gerakan manusia terjadi tegak lurus terhadap sumbu optik kamera, sudut-sudut yang ada pada sambungan dilihat tanpa distorsi. Ahli biomekanis biasanya melakukan analisis kuantitatif gerak manusia dengan menempelkan penanda reflektif kecil di atas pusat sendi subjek dan tempat menarik lainnya pada tubuh, dengan lokasi penanda tergantung pada tujuan analisis. Kamera video digital berkecepatan tinggi dengan cincin cahaya inframerah yang mengelilingi lensa kemudian menangkap gambar kontras tinggi dari penanda reflektif. Karena gerakan manusia jarang murni planar, para peneliti biasanya memposisikan enam hingga delapan dan kadang-kadang lebih banyak kamera di sekitar area pementasan di lokasi strategis untuk memungkinkan generasi representasi tiga dimensi dari gerakan penanda. Banyak dari perangkat lunak analisis biomekanik saat ini mampu memberikan output grafis yang menampilkan jumlah yang menarik secara kinematik dan kinetik dalam beberapa menit setelah gerakan secara digital dikunci oleh kamera. Sistem Pemantauan Gerakan Lainnya Accelerometer adalah transduser yang digunakan untuk pengukuran percepatan langsung. Accelerometer terpasang sekuat mungkin ke segmen tubuh atau objek lain yang menarik, dengan output listrik disalurkan ke perangkat rekaman. Akselerometer tiga dimensi yang menggabungkan beberapa akselerometer linier tersedia secara komersial untuk memantau akselerasi selama gerakan nonlinear. RINGKASAN Pergerakan tubuh manusia dirujuk ke bidang sagital, frontal, dan transversal, dengan sumbu mediolateral, anteroposterior, dan longitudinal masing-masing. Kebanyakan gerak manusia bersifat umum, dengan komponen linier dan sudut. Seperangkat terminologi khusus digunakan untuk menggambarkan gerakan segmen dan aksi bersama tubuh manusia.

Guru kegiatan fisik, dokter, dan pelatih semua secara rutin melakukan analisis kualitatif untuk menilai, memperbaiki, atau meningkatkan gerakan manusia. Kedua pengetahuan tentang tujuan spesifik biomekanik dari gerakan dan perencanaan yang matang diperlukan untuk analisis kualitatif yang efektif. Sejumlah alat khusus tersedia untuk membantu para peneliti dalam mengumpulkan pengamatan ki-nematic dari gerakan manusia. MASALAH PENGANTAR Dengan menggunakan terminologi gerakan yang tepat, tulis deskripsi kualitatif tentang kinerja lompatan vertikal maksimal. Deskripsi Anda harus cukup rinci sehingga pembaca dapat memvisualisasikan gerakan secara lengkap dan akurat. Pilih gerakan yang terjadi terutama di salah satu dari tiga pesawat referensi utama. Uraikan gerakan ini secara kualitatif dengan cukup detail sehingga pembaca uraian Anda dapat memvisualisasikan gerakan tersebut. Sebutkan lima gerakan yang terjadi terutama di masing-masing dari tiga pesawat kardinal. Gerakan itu bisa berupa keterampilan olahraga atau aktivitas kehidupan seharihari. Pilih hewan yang dikenal. Apakah hewan itu bergerak di bidang referensi utama yang sama di mana manusia bergerak? Apa perbedaan utama.

dalam pola pergerakan hewan ini dan pola pergerakan manusia? Pilih gerakan yang familier, dan daftarkan faktor-faktor yang berkontribusi terhadap kinerja terampil dan tidak terampil gerakan itu. Uji keterampilan pengamatan Anda dengan mengamati dengan seksama dua foto yang ditunjukkan di atas. Sebutkan perbedaan yang dapat Anda identifikasi antara dua foto ini. Pilih gerakan yang akrab, dan daftarkan aspek-aspek gerakan yang paling baik diamati dari dekat, dari 2 hingga 3 m, dan dari jarak yang cukup jauh. Tuliskan penjelasan singkat tentang pilihan Anda. Pilih gerakan yang familier, dan buat daftar aspek gerakan yang paling baik diamati dari tampilan samping, tampilan depan, tampilan belakang, dan tampilan atas. Tuliskan penjelasan singkat tentang pilihan Anda. Pilih salah satu sistem instrumentasi yang diuraikan dan tulis paragraf pendek yang menjelaskan cara penggunaannya untuk mempelajari pertanyaan terkait analisis pergerakan manusia yang menarik perhatian Anda. MASALAH TAMBAHAN Pilih gerakan yang akrab dan kenali cara-cara di mana kinerja gerakan itu dipengaruhi oleh kekuatan, fleksibilitas, dan koordinasi. Sebutkan tiga pola atau keterampilan gerakan manusia yang paling baik diamati dari tampilan samping, dari tampilan depan atau belakang, dan dari tampilan atas. Pilih sebuah gerakan yang tidak terencana dan tulis deskripsi kualitatif dari gerakan itu secara cukup terperinci untuk memungkinkan pembaca deskripsi Anda untuk menggambarkan gerakan tersebut. Pilih gerakan minat yang bukan rencana dan daftarkan protokol yang akan Anda gunakan dalam menganalisis gerakan itu. Apa ekspektasi khusus, jika ada, yang harus dimiliki analis terhadap pergerakan jika pemain tersebut adalah orang dewasa yang lebih tua? Gadis usia sekolah dasar? Seorang pemula? Seorang anak laki-laki usia sekolah yang gemuk?

Apa kelebihan dan kekurangan dari mengumpulkan data pengamatan pada keterampilan olahraga selama acara kompetitif yang bertentangan dengan sesi latihan? Pilih gerakan yang Anda kenal dan buat daftar setidaknya lima pertanyaan yang Anda, sebagai analis gerakan, mungkin tanyakan pada pelaku gerakan untuk mendapatkan pengetahuan tambahan tentang kinerja. Buat daftar karakteristik pendengaran dari lima gerakan dan jelaskan dalam setiap kasus bagaimana karakteristik ini memberikan informasi tentang sifat kinerja gerakan. Buat daftar kelebihan dan kekurangan menggunakan kamera video dibandingkan dengan mata manusia untuk mengumpulkan data pengamatan. 10. Temukan artikel dalam jurnal profesional atau penelitian yang melibatkan deskripsi kinematis tentang gerakan yang menarik bagi Anda. Instrumen apa yang digunakan oleh para peneliti? Apa jarak pandang dan perspektif yang digunakan? Bagaimana analisis yang dijelaskan dapat ditingkatkan?

NAME________________

TANGGAL ____________

PENGALAMAN LABORATORIUM Amati dan analisis satu pemain tunggal yang mengeksekusi dua versi gerakan tertentu yang serupa tetapi berbeda — misalnya, dua gaya pelemparan atau dua gaya gaya berjalan. Jelaskan perspektif dan jarak pandang yang Anda pilih untuk mengumpulkan data pengamatan pada setiap gerakan. Tulislah sebuah paragraf yang membandingkan kinematika dua gerakan. Gerakan yang dipilih: ________________________________________________________________________ Melihat perspektif: ________________________________________________________________________ Alasan pemilihan perspektif menonton: ________________________________________________________________________ Melihat jarak: ________________________________________________________________________ Alasan pemilihan jarak pandang: _______________________________________________________________________ Perbandingan kinematik: ________________________________________________________________________ Amati keterampilan olahraga tunggal seperti yang dilakukan oleh individu yang sangat terampil, individu yang cukup terampil, dan individu yang tidak terampil. Menggambarkan perbedaan yang diamati secara kualitatif. Keterampilan olahraga dipilih: ________________________________________________________________________

Pelaku Sangat Terampil Pelaku Sedang Terampil Pelaku tidak terampil ______________________________ _________________________________________ Pilih gerakan di mana Anda cukup terampil. Merencanakan dan melakukan pengamatan terhadap individu yang kurang terampil melakukan gerakan, dan memberikan isyarat pembelajaran verbal untuk individu itu, jika sesuai. Tulis deskripsi singkat tentang isyarat yang disediakan, dengan alasan untuk setiap isyarat. Gerakan yang dipilih: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Isyarat disediakan Alasan ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Pilih pasangan, dan rencanakan dan lakukan analisis pengamatan dari gerakan yang menarik. Tuliskan ringkasan ringkasan analisis kinerja gerakan. Tulis paragraf yang mengidentifikasi dengan cara apa proses analisis diubah dengan memasukkan mitra. Gerakan dipilih: ________________________________________________________________________ Analisis Kinerja ________________________________________________________________________ ________________________ Bagaimana proses analisis berbeda ketika bekerja dengan mitra: ________________________________________________________________________ Rencanakan dan lakukan sesi video dengan gerakan lambat yang dilakukan oleh dua subjek yang berbeda. Tulis analisis komparatif dari penampilan subjek. Kinerja Subjek 1 Kinerja Subjek 2 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

REFERENSI Belcher D, Lee AM, Solmon MA, dan Harrison L Jr: Pengaruh keyakinan terkait gender dan konsepsi kemampuan pada wanita yang mempelajari tembakan pergelangan kaki hoki, Res Q Exerc Sport 74: 183, 2005. Jenkins JM, Garn A, dan Jenkins P: Pengamatan guru pra-jabatan dalam pembinaan teman sebaya, J Teach Phys Educ 24: 2, 2005. Lorson KM dan Goodway JD: Perbedaan gender dalam bentuk melempar anak-anak usia 6-8 tahun selama permainan melempar, Res Q Exerc Sport 79: 174, 2008. Radlo SJ, Janelle CM, Barba DA, dan Frehlich SG: Pengambilan keputusan perceptial untuk pengenalan pitch baseball: menggunakan latensi dan amplitudo P300 untuk mengindeks pemrosesan atensi, Res Q Exerc Sport 72:22, 2001. A N N OTAT E D R E A D I N G S Burkett B: Mekanik olahraga untuk pelatih (edisi ke-3), Champaign, IL, 2010, Human Kinetika Memberikan pandangan pengantar pada mekanisme olahraga untuk membantu pembaca memahami dan menggabungkan teknologi untuk meningkatkan pelatihan, mengidentifikasi kesalahan dalam teknik, dan meningkatkan kinerja. Hudson JL: Biomekanika terapan dalam lingkungan pengajaran, JOPERD 77:25, 2006. Menjelaskan penerapan biomekanik dalam menganalisis keterampilan olahraga dalam konteks praktis. Payton C dan Bartlett R (eds.): Evaluasi Biomekanik gerakan dalam olahraga dan olahraga, New York, 2008, Routledge. Panduan praktis untuk menggunakan berbagai peralatan analisis gerakan biomekanik dan perangkat lunak yang tersedia saat ini, termasuk penjelasan rinci tentang teori yang mendasari pengujian biomekanik bersama dengan saran mengenai pilihan peralatan dan cara menggunakan peralatan laboratorium yang paling efektif. Reiman M dan Manske R: Pengujian fungsional dalam kinerja manusia, Champaign, IL, 2009, Human Kinetics.

Berfungsi sebagai referensi komprehensif tentang pengujian fungsional untuk penilaian aktivitas fisik dalam olahraga, rekreasi, pekerjaan, dan kehidupan sehari-hari. R E L AT E D W E B S I T E S Mikromak http://www.mikromak.com Mengiklankan perangkat keras dan perangkat lunak video untuk olahraga, kedokteran, dan penelitian produk. Perusahaan Analisis Gerak http://www.motionanalysis.com Menawarkan sistem penangkapan gerak optik yang menggunakan penanda reflektif untuk hiburan, biomekanik, animasi karakter, dan analisis gerak. Northern Digital, Inc. http://www.ndigital.com Menghadirkan sistem pengukuran gerak 3-D optoelektronik yang melacak dioda pemancar cahaya untuk analisis waktu nyata. Qualisys, Inc. http://www.qualisys.com Menyajikan sistem di mana kamera melacak penanda reflektif, memungkinkan perhitungan waktu nyata; aplikasi yang dijelaskan untuk penelitian, klinis, industri, dan animasi. Pencitraan Redlake http://www.redlake.com/imaging Mengiklankan produk video berkecepatan tinggi untuk aplikasi ilmiah dan klinis. Sistem Gerak Realitas SIMI http://www.simi.com

Menjelaskan analisis video berbasis komputer untuk tubuh manusia dan aplikasi seluler; termasuk demo analisis gaya berjalan, antara lain.

KEYTERMS posisi referensi anatomi bersudut sumbu anteroposterior sumbu rotasi pesawat kardinal melengkung pesawat frontal gerak umum linier sumbu longitudinal sumbu mediolateral seperti garis lurus pesawat sagital sistem terjemahan pesawat melintang ereksi posisi berdiri dengan semua bagian tubuh, termasuk telapak tangan, menghadap ke depan; dianggap sebagai posisi awal untuk gerakan segmen tubuh melibatkan rotasi di sekitar garis atau titik pusat garis imajiner di sekitar mana rotasi bidang frontal terjadi garis imajiner tegak lurus terhadap bidang rotasi dan melewati pusat rotasi tiga bidang referensi imajiner tegak lurus yang membagi tubuh menjadi dua oleh massa sepanjang garis melengkung bidang di mana gerakan lateral tubuh dan segmen tubuh terjadi gerak yang melibatkan terjemahan dan rotasi secara bersamaan sepanjang garis yang mungkin lurus atau melengkung, dengan semua bagian tubuh bergerak secara sama arah dengan kecepatan yang sama garis imajiner di sekitar tempat rotasi bidang melintang terjadi

CHAPTER3 Konsep Kinetic untuk 3 Menganalisis Gerakan Manusia Setelah menyelesaikan bab ini, Anda akan dapat: 1. Tentukan dan identifikasi unit pengukuran umum untuk massa, gaya, berat, tekanan, volume, kepadatan, berat jenis, torsi, dan impuls. 2. Identifikasi dan gambarkan berbagai jenis beban mekanis yang bekerja pada tubuh manusia. 3. Identifikasi dan gambarkan penggunaan instrumentasi yang tersedia untuk mengukur kuantitas kinetik. 4. Bedakan antara besaran vektor dan skalar. 5. Memecahkan masalah kuantitatif yang melibatkan jumlah vektor menggunakan prosedur grafik dan trigonometri. ONLINELEARNINGCENTERRESOURCES www.mhhe.com/hall6e Masuk ke Online Learning Center (OLC) kami untuk akses ke sumber daya tambahan ini: Manual Lab Online Flashcards dengan definisi istilah kunci bab Tujuan bab Bab presentasi kuliah PowerPoint Kuis bab penilaian diri Sumber daya bab tambahan Tautan web untuk studi dan eksplorasi topik terkait bab

Ketika otot-otot di sisi yang berlawanan dari sendi mengalami ketegangan, apa yang menentukan arah gerakan sendi? Ke arah mana berenang-mer berenang tegak lurus dengan arus sungai benar-benar melakukan perjalanan? Apa menentukan apakah suatu dorongan dapat memindahkan perabot yang berat? Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini berakar pada kinetika, studi tentang kekuatan. Tubuh manusia menghasilkan dan menahan kekuatan selama kegiatan sehari-hari. Gaya gravitasi dan gesekan memungkinkan berjalan dan memanipulasi objek dengan cara yang dapat diprediksi ketika kekuatan internal dihasilkan oleh otot. Partisipasi olahraga melibatkan penerapan kekuatan pada bola, kelelawar, raket, dan klub, dan penyerapan kekuatan dari benturan dengan bola, tanah atau lantai, dan lawan dalam olahraga kontak. Bab ini memperkenalkan konsep kinetik dasar yang membentuk dasar untuk memahami kegiatan ini. KONSEP DASAR YANG BERHUBUNGAN DENGAN KINETIKA Memahami konsep inersia, massa, berat, tekanan, volume, kepadatan, berat spesifik, torsi, dan impuls memberikan landasan yang berguna untuk memahami efek gaya. Kelembaman Dalam penggunaan umum, inersia berarti resistensi terhadap tindakan atau untuk berubah (Gambar 3-1). Demikian pula, definisi mekanis adalah ketahanan terhadap akselerasi. Inersia adalah kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaan geraknya saat ini, apakah tidak bergerak atau bergerak dengan kecepatan konstan. Misalnya, balok 150 kg yang tidak bergerak di lantai memiliki kecenderungan untuk tidak bergerak. Seorang skater yang meluncur di permukaan es yang halus memiliki kecenderungan untuk terus meluncur dalam garis lurus dengan kecepatan konstan. Meskipun inersia tidak memiliki satuan pengukuran, jumlah inersia yang dimiliki suatu tubuh berbanding lurus dengan massanya. Semakin besar suatu objek, semakin cenderung mempertahankan keadaan geraknya saat ini dan semakin sulit untuk mengganggu keadaan itu.

Massa Massa (m) adalah jumlah materi yang menyusun tubuh. Satuan massa yang umum dalam sistem metrik adalah kilogram (kg), dengan satuan massa Inggris sebagai siput, yang jauh lebih besar dari satu kg. Memaksa Gaya (F) dapat dianggap sebagai dorongan atau tarikan yang bekerja pada tubuh. Setiap gaya dicirikan oleh besarnya, arah, dan titik penerapannya pada benda tertentu. Berat badan, gesekan, dan hambatan udara atau air adalah semua kekuatan yang umumnya bekerja pada tubuh manusia. Aksi kekuatan menyebabkan massa tubuh berakselerasi: F 5 ma Units of force adalah satuan massa yang dikalikan dengan satuan akselerasi (a). Dalam sistem metrik, satuan gaya yang paling umum adalah Newton (N), yang merupakan jumlah gaya yang diperlukan untuk mempercepat 1 kg massa pada 1 m / s2: 1 N 5 (1 kg) (1 m / s2) Dalam sistem bahasa Inggris, satuan gaya yang paling umum adalah pound (lb). Satu pon kekuatan adalah jumlah kekuatan yang diperlukan untuk mempercepat massa 1 siput pada 1 kaki / s2, dan 1 pon sama dengan 4,45 N: 1 lb 5 (1 siput) (1 kaki / s2) Karena sejumlah kekuatan bekerja secara simultan dalam sebagian besar situasi, menyusun diagram benda bebas biasanya merupakan langkah pertama ketika menganalisis efek kekuatan pada benda atau sistem yang menarik. Tubuh bebas adalah benda, tubuh, atau bagian tubuh apa pun yang sedang difokuskan untuk dianalisis. Diagram benda bebas terdiri dari sketsa sistem yang dianalisis dan representasi vektor dari gaya akting (Gambar 3-2). Meskipun sebuah tangan harus memberikan kekuatan pada raket tenis agar raket tersebut dapat secara penuh menghubungi bola, jika raket itu adalah benda bebas yang menarik, tangan itu direpresentasikan dalam diagram benda

bebas dari raket hanya sebagai vektor gaya. Demikian pula, jika bola tenis merupakan benda bebas yang dipelajari, kekuatan raket yang bekerja pada bola ditampilkan sebagai vektor. Karena suatu gaya jarang bertindak dalam isolasi, penting untuk mengenali bahwa efek keseluruhan dari banyak gaya yang bekerja pada suatu sistem atau benda bebas adalah fungsi dari gaya total, yang merupakan jumlah vektor dari semua gaya kerja. Ketika semua gaya akting seimbang, atau membatalkan satu sama lain, gaya total adalah nol, dan tubuh tetap dalam keadaan semula gerak, baik tanpa gerak atau bergerak dengan kecepatan konstan. Ketika gaya total hadir, tubuh bergerak ke arah gaya total dan dengan akselerasi yang sebanding dengan besarnya gaya total. Pusat gravitasi Pusat gravitasi tubuh, atau pusat massa, adalah titik di mana berat badan seimbang, tidak masalah bagaimana posisi tubuh, (lihat Bab 13). Dalam analisis gerakan, gerakan pusat gravitasi berfungsi sebagai indeks dari total gerak tubuh. Dari perspektif kinetik, lokasi pusat massa menentukan cara di mana tubuh bereaksi kembali ke kekuatan eksternal Berat Berat didefinisikan sebagai jumlah gaya gravitasi yang diberikan pada tubuh. Secara aljabar, definisinya adalah modifikasi dari definisi umum gaya, dengan berat (wt) sama dengan massa (m) dikalikan dengan akselerasi gravitasi (ag): wt 5 mag Karena berat adalah gaya, satuan berat adalah satuan gaya — baik N atau lb. Ketika massa tubuh bertambah, beratnya meningkat secara proporsional. Faktor proporsionalitas adalah percepatan gravitasi, yaitu 9,81 m / s2. Tanda negatif menunjukkan bahwa percepatan gravitasi diarahkan ke bawah, atau menuju pusat bumi. Di bulan atau planet lain dengan percepatan gravitasi yang berbeda, berat tubuh akan berbeda, meskipun massanya tetap sama.

Karena berat adalah kekuatan, itu juga ditandai dengan besarnya, arah, dan titik penerapan. Arah di mana berat bertindak selalu menuju pusat bumi. Karena titik di mana bobot dianggap untuk bertindak pada tubuh adalah pusat gravitasi tubuh, pusat gravitasi adalah titik di mana vektor bobot ditampilkan untuk bertindak dalam diagram benda bebas. Meskipun bobot tubuh sering dilaporkan dalam kilogram, kilogram sebenarnya adalah satuan massa. Agar benar secara teknis, bobot harus diidentifikasi dalam Newton dan massa dilaporkan dalam kilogram. Contoh Soal 3.1 menggambarkan hubungan antara massa dan berat badan. S A M P L E P R O B L E M 3. 1 Jika skala menunjukkan bahwa seseorang memiliki massa 68 kg, berapakah berat individu itu? Diketahui m 5 68 kg Larutan Dicari: berat badan Rumus: wt 5 mag 1 kg 5 2,2 lb (faktor konversi Bahasa Inggris / metrik) (Massa dapat dikalikan dengan percepatan gravitasi untuk dikonversi menjadi bobot dalam bahasa Inggris atau sistem metrik.) wt 5 mag berat 5 (68 kg) (9,81) m / s2

wt 5 667 N Massa dalam kg dapat dikalikan dengan faktor konversi 2,2 lb / kg untuk dikonversi menjadi berat dalam pound:

(68 kg) (2,2 lb / kg) 5 150 lb Berapakah massa suatu benda dengan berat 1200 N? Diketahui dengan 5 1200 N Larutan Dicari: massa Formula: wt 5 mag (Berat dapat dibagi dengan percepatan gravitasi dalam sistem pengukuran yang diberikan untuk dikonversi menjadi massa.) wt 5 mag 1200 N 5 m (9,81 m / s2) 1200 N 5 m 9,81 m / s2 m 5 122,32 kg BIOMEKANIK DASAR tekanan Tekanan Tekanan (P) didefinisikan sebagai gaya (F) yang didistribusikan di area tertentu (A): kekuatan per unit area di mana tindakan paksa P5 F

SEBUAH Satuan tekanan adalah satuan gaya yang dibagi dengan satuan luas. Unit tekanan umum dalam sistem metrik adalah N per sentimeter persegi (N / cm2) dan Pascal (Pa). Satu Pascal mewakili satu Newton per meter persegi (Pa 5 N / m2). Dalam sistem bahasa Inggris, satuan tekanan yang paling umum adalah pound per inci persegi (psi atau lb / in2). Tekanan yang diberikan oleh sol sepatu di lantai di bawahnya adalah berat badan yang berada di atas sepatu dibagi dengan luas permukaan antara sol sepatu dan lantai. Seperti yang diilustrasikan dalam Contoh Soal 3.2, jumlah area permukaan yang lebih kecil pada bagian bawah spike heel dibandingkan dengan sol datar menghasilkan tekanan yang jauh lebih besar yang diberikan. Volume Volume benda adalah jumlah ruang yang ditempati. Karena ruang dianggap memiliki tiga dimensi (lebar, tinggi, kedalaman), satuan volume adalah satuan panjang dikalikan dengan satuan panjang dikalikan dengan satuan panjang. Dalam singkatan matematika, ini adalah satuan panjang yang dinaikkan menjadi kekuatan eksponensial tiga, atau satuan panjang dadu. Dalam metric S A M P L E P R O B L E M 3. 2 Apakah lebih baik diinjak oleh seorang wanita yang mengenakan sepatu hak tinggi atau oleh wanita yang sama yang memakai sepatu pengadilan bersol halus? Jika berat seorang wanita adalah 556 N, luas permukaan tumit lonjakan adalah 4 cm2, dan luas permukaan sepatu pengadilan adalah 175 cm2, berapa banyak tekanan yang diberikan oleh setiap sepatu? Diketahui wt 5 556 N Seperti 5 4 cm2 Ac 5 175 cm2

Larutan Dicari: tekanan yang diberikan oleh spike heel tekanan diberikan oleh sepatu pengadilan Formula: P 5 F / A Pengurangan: Perlu diingat bahwa berat adalah kekuatan. F p=SEBUAH Untuk tumit lonjakan: P 5 556 N 4 cm2 P 5 139 N / cm2 Untuk sepatu pengadilan: P 5 556 N 175 cm2 P 5 3.18 N / cm2 Perbandingan jumlah tekanan yang diberikan oleh kedua sepatu: Tumit pspike 5 139 N / cm2 5 43,75 Sepatu PCourt 3,18 N / cm2 Oleh karena itu, 43,75 kali lebih banyak tekanan diberikan oleh tumit lonjakan daripada oleh sepatu pengadilan yang dikenakan oleh wanita yang sama. sistem, satuan volume yang umum adalah sentimeter kubik (cm3), meter kubik (m3), dan liter (l): 1 l 5 1000 cm3 Dalam sistem pengukuran Inggris, satuan volume yang umum adalah cu-bic inci (in3) dan cubic feet (ft3). Unit volume lain dalam sistem bahasa Inggris adalah quart (qt):

1 qt 5 57,75 in3 Volume sebaiknya tidak dikacaukan dengan berat atau massa. Bidikan 8 kg dan bola softball menempati kira-kira volume ruang yang sama, tetapi bobot bidikan jauh lebih besar daripada bola lunak. Massa jenis Konsep kepadatan menggabungkan massa tubuh dengan volume tubuh. Kepadatan didefinisikan sebagai massa per unit volume. Simbol konvensional untuk kepadatan adalah huruf Yunani rho (). density () 5 massa / volume Satuan kepadatan adalah satuan massa dibagi satuan satuan volume. Dalam sistem metrik, satuan kerapatan yang umum adalah kilogram per meter kubik (kg / m3). Dalam sistem pengukuran bahasa Inggris, satuan kerapatan tidak umum digunakan. Sebagai gantinya, unit-unit dengan berat spesifik (kepadatan berat) digunakan. Berat spesifik didefinisikan sebagai berat per unit volume. Karena berat sebanding dengan massa, berat spesifik sebanding dengan kepadatan. Satuan berat tertentu adalah satuan berat dibagi dengan satuan volume. Unit metrik untuk berat tertentu adalah Newton per meter kubik (N / m3), dan sistem Inggris menggunakan pound per kaki kubik (lb / ft3). Meskipun bola golf dan bola ping-pong menempati kira-kira volume yang sama, bola golf memiliki kepadatan yang lebih besar dan berat spesifik daripada bola ping-pong karena bola golf memiliki massa lebih banyak dan lebih berat. Demikian pula, orang kurus dengan volume tubuh yang sama dengan orang gemuk memiliki kepadatan total tubuh yang lebih tinggi karena otot lebih padat daripada lemak. Dengan demikian, persen lemak tubuh berbanding terbalik dengan kepadatan tubuh. Torsi Ketika gaya diterapkan pada objek seperti pensil yang tergeletak di atas meja, baik terjemahan atau gerakan umum dapat terjadi. Jika gaya yang diterapkan diarahkan paralel

ke desktop dan melalui tengah pensil (gaya sentris), pensil akan diterjemahkan ke arah gaya yang diterapkan. Jika gaya diterapkan sejajar dengan desktop tetapi diarahkan melalui titik selain pusat pensil (gaya eksentrik), pensil akan melepaskan terjemahan dan rotasi (Gambar 3-3). Efek putar yang diciptakan oleh gaya eksentrik dikenal sebagai torsi (T), atau momen gaya. Torsi, yang dapat dianggap sebagai gaya putar, adalah ekuivalen sudut gaya linear. Secara aljabar, torsi adalah produk gaya (F) dan jarak tegak lurus (d) dari garis aksi gaya ke sumbu rotasi: T 5 Fd Semakin besar jumlah torsi yang bekerja pada sumbu rotasi, semakin besar kecenderungan untuk terjadi rotasi. Satuan torsi dalam sistem metrik dan Inggris mengikuti definisi aljabar. Mereka adalah satuan gaya yang dikalikan dengan satuan jarak: Newton-meter (N-m) atau kaki-pon (ft-lb).

Impuls Ketika suatu gaya diterapkan pada benda, gerak benda yang dihasilkan tidak hanya bergantung pada besarnya gaya yang diberikan tetapi juga pada durasi penerapan gaya. Produk gaya (F) dan waktu (t) dikenal sebagai impuls (J):

J 5 Ft Perubahan besar dalam keadaan gerak objek dapat terjadi karena gaya kecil yang bekerja untuk waktu yang relatif lama atau dari gaya besar yang bekerja untuk waktu yang relatif singkat. Sebuah bola golf yang bergulir melintasi hijau secara bertahap kehilangan kecepatan karena kekuatan gesekan gulung yang kecil. Kecepatan bola bisbol dipukul dengan kuat oleh kelelawar berubah karena kekuatan besar yang diberikan oleh kelelawar selama sepersekian detik itu dalam kontak dengan bola. Ketika lompatan vertikal dieksekusi, semakin besar impuls yang dihasilkan terhadap lantai, semakin besar kecepatan lepas landas jumper dan semakin tinggi hasil lompatan. Satuan jumlah fisik yang biasa digunakan dalam biomekanik ditunjukkan pada Tabel 3-1.

QUANTITY

SYMBOL

Mass

m

Force

F

Pressure

P

Volume (solids) (liquids)

FORMULA

METRIC UNIT

ENGLISH UNIT

kg

slug

F 5 ma

N

lb

P 5 F/A

Pa

psi

V

m3

ft3

V

liter

gallon

Density

5 m/V

kg/m3

slugs/ft3

Specifi c weight

5 wt/V

N/m3

lb/ft3

Torque

T

T 5 Fd

N-m

ft-lb

Impulse

J

J 5 Ft

N s

lb s

BEBAN MEKANIK DI TUBUH MANUSIA Kekuatan otot, gaya gravitasi, dan kekuatan pemecah tulang seperti yang terjadi dalam kecelakaan ski semuanya mempengaruhi tubuh manusia secara berbeda. Efek dari gaya yang diberikan tergantung pada arah dan durasinya serta besarnya, sebagaimana dijelaskan pada bagian berikut. Kompresi, Ketegangan, dan Geser Gaya tekan, atau kompresi, dapat dianggap sebagai gaya terjepit (Gambar 3-4). Cara yang efektif untuk menekan bunga liar adalah menempatkannya di dalam halaman buku dan menumpuk buku-buku lain di atas buku itu. Berat buku menciptakan kekuatan tekan pada bunga. Demikian pula, berat tubuh bertindak sebagai kekuatan tekan pada tulang yang mendukungnya. Ketika batang tegak, setiap tulang belakang di kolom tulang belakang harus menopang berat bagian tubuh di atasnya. Kebalikan dari gaya tekan adalah gaya tarik, atau tegangan (Gambar 3-4). Gaya tarik adalah gaya tarik yang menciptakan ketegangan pada objek yang digunakannya. Ketika seorang anak duduk di ayunan taman bermain, berat badan anak itu menciptakan ketegangan pada rantai yang mendukung ayunan itu. Anak yang lebih berat menciptakan ketegangan yang lebih besar dalam penyangga ayunan. Otot menghasilkan kekuatan tarik yang menarik pada tulang yang terpasang. Kategori kekuatan ketiga disebut geser. Sedangkan gaya tekan dan gaya tarik bekerja di sepanjang sumbu longitudinal dari tulang atau struktur lain yang digunakan, gaya geser bekerja secara paralel atau bersinggungan dengan permukaan. Gaya geser cenderung menyebabkan satu bagian dari objek bergeser, bergeser, atau bergeser sehubungan dengan bagian lain dari objek (Gambar 3-4). Sebagai contoh, gaya yang bekerja pada sendi lutut dalam arah yang paralel dengan dataran tibialis adalah gaya geser pada lutut. Selama pendaratan dari lompatan ski, gaya tumbukan mencakup komponen geser yang diarahkan secara anterior di dataran tibialis, yang meningkatkan tekanan pada ligamentum cruciate anterior (1). (Gambar 3-5).

Stres Mekanis Faktor lain yang mempengaruhi hasil dari tindakan kekuatan pada tubuh manusia adalah cara di mana kekuatan didistribusikan. Sedangkan tekanan merepresentasikan distribusi gaya eksternal ke benda padat, tegangan merupakan distribusi gaya yang dihasilkan di dalam benda padat ketika gaya eksternal bekerja. Stres dikuantifikasi dengan cara yang sama seperti tekanan: gaya per unit area di mana gaya bekerja. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3-6, gaya yang diberikan yang bekerja pada permukaan kecil menghasilkan tekanan yang lebih besar daripada gaya yang sama yang bekerja pada permukaan yang lebih besar. Ketika pukulan ditopang oleh tubuh manusia, kemungkinan cedera pada jaringan tubuh terkait dengan besarnya dan arah tekanan yang diciptakan oleh pukulan itu. Stres tekan, tegangan tarik, dan tegangan geser adalah istilah yang menunjukkan arah tegangan akting. Karena vertebra lumbar menanggung lebih banyak berat tubuh daripada vertebra toraks ketika seseorang berada dalam posisi tegak, tekanan tekan di daerah lumbar secara logis harus lebih besar. Namun, jumlah tegangan yang ada tidak berbanding lurus dengan jumlah beban yang ditanggung, karena luas permukaan yang menahan beban dari vertebra lumbar lebih besar daripada yang dari vertebra lebih tinggi di kolom tulang belakang (Gambar 3-7). Peningkatan luas permukaan ini mengurangi jumlah tekanan tekan yang ada.

1 2 3 3

4

Cervical vertebrae

5 6 7 1 2 3 4

6

5 6 7

Thoracic vertebrae

8

9 10 12 11 12 1 2 Lumbar vertebrae

Namun demikian, diskus intervertebralis L5-S1 (di bagian bawah tulang belakang lumbar) adalah tempat yang paling umum dari herniasi diskus, walaupun faktor-faktor lain juga berperan (lihat Bab 9). Kuantifikasi tegangan mekanik ditunjukkan dalam Contoh Soal 3.3. Torsion, Bending, dan Gabungan Jenis pembebanan yang agak lebih rumit disebut pembengkokan. Kompresi murni dan ketegangan adalah kedua gaya aksial — yaitu, mereka diarahkan sepanjang sumbu longitudinal dari struktur yang terpengaruh. Ketika gaya eksentrik (atau nonaksial) diterapkan pada suatu struktur, struktur tersebut menekuk, menciptakan tekanan tekan pada satu sisi dan tegangan tarik pada sisi yang berlawanan (Gambar 3-8). Torsi terjadi ketika struktur disebabkan untuk memuntir tentang sumbu longitudinal, biasanya ketika salah satu ujung struktur ditetapkan. Fraktur torsi tibia tidak jarang pada cedera sepak bola dan kecelakaan ski di mana kaki ditahan dalam posisi tetap sementara bagian tubuh lainnya melintir. Kehadiran lebih dari satu bentuk pemuatan dikenal sebagai pemuatan gabungan. Karena tubuh manusia mengalami segudang kekuatan aksi yang serentak selama aktivitas sehari-hari, ini adalah jenis pemuatan yang paling umum pada tubuh. deformasi berubah bentuk EFEK PEMUATAN Ketika suatu gaya bekerja pada suatu objek, ada dua efek potensial. Yang pertama adalah akselerasi dan yang kedua adalah deformasi, atau perubahan bentuk. Ketika seorang penyelam menerapkan gaya ke ujung papan loncatan, papan akan mempercepat dan merusak. Jumlah deformasi yang terjadi sebagai respons terhadap gaya yang diberikan tergantung pada kekakuan benda yang ditindaklanjuti. Ketika kekuatan eksternal diterapkan pada tubuh manusia, beberapa faktor mempengaruhi apakah cedera terjadi. Di antara ini adalah besarnya.

S A M P L E P R O B L E M 3. 3 Berapa banyak tekanan tekan yang ada pada L1, L2 vertebral disc dari seorang wanita 625 N, mengingat bahwa sekitar 45% dari berat tubuh didukung oleh disc (a) ketika dia berdiri dalam posisi anatomi dan (b) ketika dia berdiri tegak memegang koper 222 N? (Asumsikan bahwa disk diorientasikan secara horizontal dan luas permukaannya adalah 20 cm2.) Larutan 1. Diberikan: F 5 (625 N) (0,45) A 5 20 cm2 Formula: stres 5 F / A stres 5 1625 N210.452 20 cm2 stres 5 14 N / cm2 2. Diberikan: F 5 (625 N) (0.45) 1 222 N Formula: stres 5 F / A stres 5 1625 N210.452 1 222 N 20 cm2 stres 5 25.2 N / cm2 arah gaya, dan daerah di mana gaya didistribusikan. Namun, yang juga penting adalah sifat material dari jaringan tubuh yang terisi. Hubungan antara jumlah gaya yang diterapkan pada struktur dan respons struktur diilustrasikan oleh kurva deformasi beban (Gambar 3-9). Dengan beban yang relatif kecil, deformasi terjadi, tetapi responsnya elastis, yang berarti bahwa ketika gaya dihilangkan, struktur akan kembali ke ukuran dan bentuk aslinya. Karena bahan yang lebih kaku menampilkan lebih sedikit deformasi sebagai respons terhadap beban yang diberikan, kekakuan yang lebih besar diterjemahkan.

Yield

Ultimate

point

failure

Load

point

Elastic

Plastic

region

region

Deformation

ke kemiringan yang lebih curam dari kurva deformasi beban di daerah elastis. Namun, jika gaya yang diterapkan menyebabkan deformasi melebihi titik leleh atau batas elastis struktur, responsnya adalah plastis, artinya sejumlah deformasi bersifat permanen. Deformasi yang melebihi titik kegagalan ulmate-mate menghasilkan kegagalan mekanis struktur, yang dalam tubuh manusia berarti patah tulang atau pecahnya jaringan lunak. Berulang versus Beban Akut Perbedaan antara pemuatan berulang dan akut juga penting. Ketika satu kekuatan tunggal yang cukup besar untuk menyebabkan cedera bertindak pada tis-sues biologis, cedera disebut akut dan kekuatan kausatif disebut mac-rotrauma. Kekuatan yang dihasilkan oleh terjatuh, rugby tackle, atau kecelakaan mobil mungkin cukup untuk patah tulang. Cedera juga bisa terjadi akibat rezeki berulang pasukan yang relatif kecil. Sebagai contoh, setiap kali kaki menyentuh trotoar saat berlari, kekuatan sekitar dua hingga tiga kali berat badan dipertahankan. Meskipun kekuatan tunggal sebesar ini tidak mungkin mengakibatkan patah tulang yang sehat, banyak pengulangan gaya seperti itu dapat menyebabkan patah tulang jika tidak sehat di suatu tempat di ekstremitas bawah. Ketika pemuatan berulang atau kronis selama periode menghasilkan cedera, cedera tersebut

disebut cedera kronis atau cedera stres, dan mekanisme penyebabnya disebut mikrotrauma. Hubungan antara besarnya beban yang dipertahankan, frekuensi pemuatan, dan kemungkinan cedera ditunjukkan pada Gambar 3-10. ALAT UNTUK MENGUKUR JUMLAH KINETIK Peneliti Biomekanik menggunakan peralatan untuk mempelajari kekuatan otot dan kekuatan yang dihasilkan oleh kaki terhadap tanah selama gaya berjalan dan aktivitas lainnya. Pengetahuan yang diperoleh melalui penggunaan alat-alat ini sering dipublikasikan dalam jurnal profesional untuk guru, dokter, pelatih, dan lainnya yang tertarik pada gerakan manusia. Elektromiografi Ilmuwan Italia abad delapan belas Galvani membuat dua dis-coveries menarik tentang otot rangka: (a) Ia mengembangkan ketegangan ketika distimulasi secara elektrik, dan (b) ia menghasilkan arus atau tegangan yang dapat dideteksi ketika mengembangkan ketegangan, bahkan ketika stimulusnya adalah saraf impuls. Penemuan terakhir adalah nilai praktis kecil sampai abad kedua puluh, ketika teknologi menjadi tersedia untuk mendeteksi dan merekam muatan listrik yang sangat kecil. Teknik merekam aktivitas listrik yang dihasilkan oleh otot, atau aktivitas myoelectric, sekarang dikenal sebagai electromyog-raphy (EMG). Elektromiografi digunakan untuk mempelajari fungsi neuromuskuler, termasuk identifikasi otot mana yang mengalami ketegangan sepanjang gerakan dan gerakan mana yang menimbulkan lebih atau kurang ketegangan dari otot atau kelompok otot tertentu. Ini juga digunakan secara klinis untuk menilai kecepatan konduksi saraf dan respons otot dalam hubungannya dengan di-agnosis dan pelacakan kondisi patologis sistem neuromuskuler. Para ilmuwan juga menggunakan teknik elektromiografi untuk mempelajari cara-cara di mana unit motor individu merespons perintah sistem saraf pusat. Proses elektromiografi melibatkan penggunaan transduser yang dikenal sebagai elektroda yang merasakan tingkat aktivitas myoelectric hadir di situs tertentu dari waktu ke waktu. Tergantung pada pertanyaan yang menarik, elektroda permukaan atau elektroda kawat halus digunakan. Elec-trodes permukaan, yang terdiri dari piringan kecil dari bahan konduktif, diposisikan pada permukaan kulit di atas otot atau kelompok otot

untuk mengambil aktivitas mioelektrik global. Ketika pickup yang lebih terlokalisasi diinginkan, elektroda kabel yang berada di dalam disuntikkan langsung ke otot. Output dari elektroda diperkuat dan ditampilkan secara grafis atau secara matematis diproses dan disimpan oleh komputer. Dynamography Para ilmuwan telah menemukan beberapa jenis platform dan sistem portabel untuk pengukuran kekuatan dan tekanan pada permukaan plantar kaki. Sistem ini telah digunakan terutama dalam penelitian gaya berjalan, tetapi juga telah digunakan untuk mempelajari fenomena seperti permulaan, lepas landas, land-ings, ayunan baseball dan golf, dan keseimbangan. Baik platform gaya buatan sendiri maupun buatan sendiri dan platform tekanan biasanya dibangun secara kaku ke lantai rata dengan permukaan dan dihubungkan ke komputer yang menghitung jumlah kinetik yang menarik. Platform gaya biasanya dirancang untuk mengubah gaya reaksi tanah dalam arah vertikal, lateral, dan anteroposterior sehubungan dengan platform itu sendiri; platform tekanan menyediakan peta tekanan grafis atau digital melintasi permukaan plantar kaki. Platform gaya adalah instrumen yang relatif canggih, tetapi keterbatasannya mencakup pembatasan pengaturan laboratorium dan potensi kesulitan yang terkait dengan subjek yang secara sadar menargetkan platform.

Sistem portabel untuk mengukur kekuatan dan tekanan plantar juga tersedia dalam model komersial dan buatan sendiri sebagai sepatu yang diinstrumentasi, sisipan sepatu, dan transduser tipis yang melekat pada permukaan plantar kaki. Sistem ini memberikan keuntungan dari pengumpulan data di luar laboratorium tetapi tidak memiliki ketepatan platform bawaan. VEKTOR ALGEBRA Vektor adalah kuantitas yang memiliki besaran dan arah. Vektor diwakili oleh simbol berbentuk panah. Besarnya vektor adalah ukurannya; misalnya, angka 12 adalah lebih besar dari angka 10. Orientasi simbol vektor di atas kertas mewakili arah, dan panjangnya mewakili besaran. Gaya, berat, tekanan, berat spesifik, dan torsi adalah besaran vektor kinetik; perpindahan, kecepatan, dan percepatan (lihat Bab 10) adalah besaran vektor kinematik. Tidak ada vec-tor yang sepenuhnya ditentukan tanpa

identifikasi besarnya dan arahnya. Kuantitas skalar memiliki besaran tetapi tidak memiliki arah tertentu yang terkait dengannya. Massa, volume, panjang, dan kecepatan adalah ex-amples dari jumlah skalar. Komposisi Vektor Ketika vektor ditambahkan bersama-sama, operasi ini disebut komposisi vektor. Komposisi dua atau lebih vektor yang memiliki arah yang sama persis menghasilkan satu vektor yang memiliki besaran sama dengan jumlah besarnya vektor yang ditambahkan (Gambar 3-11). Vektor tunggal yang dihasilkan dari komposisi dua atau lebih vektor dikenal sebagai vektor yang dihasilkan, atau resultan. Jika dua vektor yang berorientasi dalam arah yang berlawanan persis disusun, resultan memiliki arah vektor yang lebih panjang dan besarnya sama dengan perbedaan dalam mag-nitudes dari dua vektor asli (Gambar 3-12). Dimungkinkan juga untuk menambahkan vektor yang tidak berorientasi pada arah yang sama atau berlawanan. Ketika vektor adalah coplanar, yaitu, terkandung dalam bidang yang sama, prosedur yang dapat digunakan adalah metode "ujung-ke-ekor", di mana ekor vektor kedua ditempatkan di ujung vektor pertama, dan hasilnya kemudian ditarik dengan ekornya di ekor vektor pertama

dan ujungnya di ujung vektor kedua. Prosedur ini dapat digunakan untuk menggabungkan sejumlah vektor jika setiap vektor berturut-turut diposisikan dengan ekornya di ujung vektor segera sebelumnya dan resul-tant menghubungkan ekor vektor pertama ke ujung vektor sebelumnya (Gambar 3). -13). Melalui hukum kombinasi vektor, kita sering dapat menghitung atau lebih baik memvisualisasikan efek yang dihasilkan dari jumlah vektor gabungan. Sebagai contoh, sebuah kano yang mengambang di sungai tunduk pada kekuatan arus dan kekuatan angin. Jika besaran dan arah kedua gaya ini diketahui, gaya resultan atau gaya total dapat diturunkan melalui proses komposisi vektor (Gambar 3-14). Sampan bergerak ke arah gaya total. Resolusi Vektor Menentukan komponen tegak lurus kuantitas vektor relatif terhadap bidang atau struktur tertentu sering berguna. Sebagai contoh, ketika bola dilemparkan ke udara, komponen horizontal kecepatannya menentukan jarak yang dilaluinya, dan komponen vertikal kecepatannya menentukan ketinggian yang dicapai (lihat Bab 10). Ketika vektor dipecahkan

ke dalam komponen tegak lurus — suatu proses yang dikenal sebagai resolusi vektor — jumlah vektor dari komponen selalu menghasilkan resultan yang sama dengan vektor asli (Gambar 3-15). Oleh karena itu, dua komponen tegak lurus adalah representasi vektor asli yang berbeda tetapi sama. Solusi Grafis dari Masalah Vektor Ketika jumlah vektor uniplanar (terkandung dalam satu bidang), manipulasi vektor dapat dilakukan secara grafis untuk menghasilkan hasil perkiraan. Solusi grafis masalah vektor membutuhkan pengukuran orientasi dan panjang vektor yang cermat untuk meminimalkan kesalahan. Panjang vektor, yang mewakili besaran jumlah vektor, harus ditarik ke skala. Misalnya, panjang vektor 1 cm bisa mewakili 10 N gaya. Suatu gaya 30 N kemudian akan diwakili oleh vektor dengan panjang 3 cm, dan gaya 45 N akan diwakili oleh vektor dengan panjang 4,5 cm. Solusi Trigonometrik Masalah Vektor Prosedur yang lebih akurat untuk menangani masalah vektor secara kuantitatif melibatkan penerapan prinsip trigonometri. Melalui penggunaan hubungan trigonometri, proses pengukuran yang membosankan dan menggambar vektor ke skala dapat dihilangkan (lihat Lampiran B). Contoh Soal 3.4 memberikan contoh proses baik solusi grafis maupun trigonometri menggunakan jumlah vector

S A M P L E P R O B L E M 3. 4 Terry dan Charlie harus memindahkan kulkas ke lokasi baru. Mereka berdua mendorong sejajar dengan lantai, Terry dengan kekuatan 350 N dan Charlie dengan kekuatan 400 N, seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini. (a) Berapa besarnya resultan dari kekuatan yang dihasilkan oleh Terry dan Charlie? (B) Jika jumlah

gaya gesekan yang secara langsung menentang arah gerakan kulkas adalah 700 N, apakah mereka dapat memindahkan kulkas? Solusi Grafis Gunakan skala 1 cm 5 100 N untuk mengukur panjang resultan. N Terry 350 30 ° 400 N 20 ° Charlie 4 cm cm 543 +. = 5 20 ° 3 30 ° cm 130 °. 20 ° 30 ° Panjang resultan sekitar 6.75 cm, atau 675 N. Karena 675 N, 700 N, mereka tidak akan dapat memindahkan kulkas. Solusi Trigonometrik Diberikan: FT 5 350 N FC 5 400 N Dicari: besarnya gaya yang dihasilkan Diagram benda bebas bidang horizontal: FT 30 ° 20 °

FC F F+T= 20 ° C 30 ° FC = 400N R 130 ° 20 ° = 350N FT 30 ° Rumus: C2 5 A2 B2 2 (A) (B) cos (hukum cosinus) R2 5 4002 3502 2 (400) (350) cos 130 R 5 680 N Sejak 680 N 700 N, mereka tidak akan bisa menggerakkan kulkas tanpa mengurangi kekuatan kolektif sambil mendorong pada sudut-sudut khusus ini. (Jika Terry dan Charlie mendorong 90 ° ke arah refrig-erator, kekuatan gabungan mereka akan cukup untuk memindahkannya.) RINGKASAN Konsep dasar yang terkait dengan kinetika meliputi massa, jumlah materi yang menyusun objek; inersia, kecenderungan tubuh untuk mempertahankan kondisi geraknya saat ini; kekuatan, dorongan atau tarikan yang mengubah atau cenderung mengubah kondisi gerak tubuh; pusat gravitasi, titik di mana berat badan seimbang; berat, gaya gravitasi yang diberikan pada tubuh; pra-yakin, jumlah kekuatan yang didistribusikan di

area tertentu; volume, ruang yang ditempati oleh tubuh; kepadatan, massa atau berat per unit volume tubuh; dan torsi, efek rotasi gaya. Beberapa jenis beban mekanis bekerja pada tubuh manusia. Ini termasuk kompresi, tegangan, geser, lentur, dan torsi. Secara umum, beberapa kombinasi dari mode pemuatan ini ada. Distribusi gaya dalam struktur tubuh dikenal sebagai tekanan mekanis. Sifat dan besarnya stres menentukan kemungkinan cedera pada jaringan biologis. Kuantitas vektor memiliki besar dan arah; skala skalar hanya memiliki magnitudo. Masalah dengan jumlah vektor dapat diselesaikan dengan menggunakan pendekatan grafik atau trigonometri. Dari dua prosedur, penggunaan hubungan trigonometri lebih akurat dan tidak membosankan. MASALAH PENGANTAR William Perry, tekel bertahan dan paruh waktu berlari kembali dikenal sebagai "The Refrigerator," berbobot pada 1352 N selama musim rookie 1985 dengan Chicago Bears. Berapa massa Perry? (An-swer: 138 kg) Berapa banyak kekuatan yang harus diterapkan pada keping hoki 0,5 kg untuk memberikan akselerasi 30 m / s2? (Jawab: 15 N) Seorang pemain rugby dihubungi secara bersamaan oleh tiga lawan yang mengerahkan kekuatan mag nitudes dan arah yang ditunjukkan pada diagram di kanan. Menggunakan solusi grafis, tunjukkan Tude dan arah gaya yang dihasilkan. 4. Dengan menggunakan solusi grafis, buat kekuatan otot vektor untuk menemukan gaya total yang bekerja pada skapula ditunjukkan di bawah ini.

Gambarkan komponen horisontal dan vertikal dari vektor yang ditunjukkan di bawah ini.

Keset lantai senam dengan berat 220 N memiliki dimensi 3 m 4 m 0,04 m. Berapa banyak tekanan yang diberikan oleh tikar terhadap lantai? (Jawab: 18,33 Pa) Berapa volume peti susu dengan sisi 25 cm, 40 cm, dan 30 cm? (Jawab: 30.000 cm3 atau 30 l) Pilih tiga objek yang ada dalam bidang tampilan Anda, dan perkirakan volume masing-masing. Sebutkan perkiraan dimensi yang Anda gunakan dalam untuk-mulating perkiraan Anda. Jika isi peti yang dijelaskan dalam Soal 7 memiliki berat 120 N, berapakah kerapatan rata-rata dan berat spesifik kotak dan isinya? (Jawab: 0,0004 kg / cm3; 0,004 N / cm3) 10. Dua anak duduk di sisi yang berlawanan dari taman bermain jungkat-jungkit. Joey, yang memiliki berat 220 N, duduk 1,5 m dari sumbu jungkat-jungkit, dan Suzy, yang berbobot 200 N, duduk 1,7 m dari sumbu jungkat-jungkit. Berapa banyak torsi yang dibuat pada sumbu oleh setiap anak? Ke arah mana ujung jungkat-jungkit? (Jawab: Joey, 330 N-m; Suzy, 340 N-m; Akhir Suzy)

MASALAH TAMBAHAN Berapa massa tubuh Anda sendiri dalam kg? Gaya gravitasi di planet X adalah 40% dari yang ditemukan di bumi. Jika seseorang memiliki berat 667,5 N di bumi, berapakah berat orang di planet X? Berapa massa orang di bumi dan di planet X? (Jawab: berat di planet X 5 267 N; massa 5 68 kg di kedua planet) Seorang pemain sepak bola dihubungi oleh dua tackler secara bersamaan. Tack-ler A memberikan gaya 400 N, dan tackler B memberikan gaya 375 N. Jika gaya coplanar dan diarahkan saling tegak lurus, berapakah besarnya dan arah gaya resultan yang bekerja pada pemain? (Jawab: 548 N pada sudut 43 ° ke garis aksi tackler A)

BIOMEKANIK DASAR Skydiver 75 kg yang jatuh bebas dikenai crosswind yang memberikan gaya 60 N dan gaya resistansi udara vertikal 100 N. Jelaskan gaya resultan yang bekerja pada skydiver. (Jawab: 638,6 N pada sudut 5,4 ° ke vertikal) Gunakan solusi trigonometrik untuk menemukan besarnya resultan dari gaya coplanar berikut: 60 N pada 90 °, 80 N pada 120 °, dan 100 N pada 270 °. (Jawab: 49,57 N) Jika 37% dari berat tubuh didistribusikan di atas permukaan superior disk intervertebral L5 dan luas permukaan superior disk adalah 25 cm2, berapa banyak tekanan yang diberikan pada disk disebabkan oleh berat badan untuk pria 930 N? (Jawab: 13,8 N / cm2) Dalam nukleus pulposus dari diskus intervertebralis, beban tekan adalah 1,5 kali dari beban yang diterapkan secara eksternal. Dalam annulus fibrosus, gaya tekan adalah 0,5 kali beban eksternal. Berapakah beban tekan pada nukleus pulposus dan annulus fibrosus dari diskus intervertebralis L5-S1 pada pria 930 N yang memegang bar berat 445 N di pundaknya, mengingat bahwa 37% dari berat tubuh didistribusikan di atas disk? (Jawab: 1183,7 N bekerja pada nukleus pulposus; 394,5 N bekerja pada annulus fibrosus.)

Perkirakan volume tubuh Anda sendiri. Buat tabel yang menunjukkan perkiraan dimensi tubuh yang Anda gunakan dalam merumuskan estimasi Anda. Mengingat massa atau berat dan volume masing-masing objek berikut, buat peringkatnya menurut urutan kepadatannya.

OBJECT

WEIGHT OR MASS

VOLUME

A

50 kg

15.00 in3

B

90 lb

12.00 cm3

C

3 slugs

1.50 ft3

D

450 N

0.14 m3

E

45 kg

30.00 cm3

Dua otot mengembangkan ketegangan secara bersamaan di sisi yang berlawanan dari sendi. Otot A, melampirkan 3 cm dari poros rotasi pada persendian, memberikan gaya 250 N. Otot B, melampirkan 2,5 cm dari sumbu sendi, mengerahkan kekuatan 260 N. Berapa banyak torsi yang dibuat pada sendi oleh masing-masing otot? Berapa torsi bersih yang dibuat pada sambungan? Di mana arah gerakan akan terjadi pada sendi? (Jawab: A, 7,5 N-m; B, 6,5 N-m; torsi bersih sama dengan 1 N-m ke arah A)

NAME _________________________________________________________

TANGGAL _________________________________________________________

PENGALAMAN LABORATORIUM

Gunakan penggaris untuk mengukur dimensi sol sepatu Anda dalam sentimeter. Menjadi sebagai kurator mungkin, menghitung estimasi luas permukaan sol. (Jika planimeter tersedia, gunakan itu untuk lebih akurat menilai luas permukaan dengan menelusuri sekeliling perimeter sol.) Mengetahui berat tubuh Anda sendiri, hitung jumlah tekanan yang diberikan pada sol sepatu. Berapa banyak perubahan dalam tekanan akan terjadi jika berat badan Anda berubah sebesar 22 N (5 lb)?

Perhitungan luas permukaan: Luas permukaan: ________________________________________________________________________

Berat badan: __________________________________________________________________________

Perhitungan tekanan:

Tempatkan wadah besar diisi tiga perempat penuh air pada skala dan catat beratnya. Untuk menilai volume suatu objek yang menarik, celupkan sepenuhnya benda itu dalam wadah, pegang tepat di bawah permukaan air. Catat perubahan berat pada skala. Hapus objek dari wadah. Tuangkan air dari wadah dengan hati-hati ke dalam gelas ukur sampai berat timbangan aslinya dikurangi dengan perubahan berat yang dicatat. Volume air dalam gelas ukur adalah volume benda yang terendam. (Pastikan untuk menggunakan unit yang benar saat merekam nilai pengukuran Anda.)

Berat wadah air: ____________________________________________________________________

Ubah berat badan dengan objek yang terendam: _________________________________________________________

Volume objek: ___________________________________________________________________________

BIOMEKANIK DASAR

Amankan salah satu ujung pensil dengan menjepitnya dengan kuat di catok. Pegang ujung pensil lainnya dengan kunci pas yang bisa disesuaikan dan perlahan-lahan berikan beban tekuk pada pensil sampai mulai pecah. Amati sifat dari istirahat.

Di sisi mana pensil mulai istirahat? ___________________________________________________

Apakah pensil lebih kuat dalam menahan kompresi atau ketegangan? __________________________________________

Ulangi latihan dengan menggunakan pensil lain dan berikan beban puntir. Apa sifat dari istirahat awal menunjukkan tentang distribusi tegangan geser dalam pensil? Percobaan dengan mendorong membuka pintu dengan menerapkan kekuatan dengan satu jari. Berikan kekuatan pada jarak 10 cm, 20 cm, 30 cm, dan 40 cm dari engsel. Tulis paragraf singkat yang menjelaskan di mana memaksa aplikasi jarak itu paling mudah / paling sulit untuk membuka pintu. Berdirilah di timbangan kamar mandi dan lakukan lompatan vertikal saat pasangan mengamati dengan cermat pola perubahan berat yang terdaftar pada timbangan. Ulangi lompatan beberapa kali, sesuai kebutuhan pasangan Anda untuk menentukan polanya. Perdagangkan posisi dan amati pola perubahan berat badan saat pasangan Anda melakukan lompatan. Dalam konsultasi dengan pasangan Anda, buat sketsa grafik tentang perubahan gaya yang diberikan (sumbu vertikal) lintas waktu (sumbu horizontal) selama kinerja lompatan vertikal.

What does the area under the curve represent? ____________________________________________________

REFERENSI 1. Yeow CH, Lee PV, dan Goh JC: Kontribusi langsung dari beban tekan dampak aksial ke beban tibial anterior selama simulasi pendaratan ski ski, J Biomech 43: 242, 2010. A N N OTAT E D R E A D I N G S Caldwell GE, Hamill J, Kmen G, Whittlesey SN, dan Robertson DGE: Metode penelitian dalam biomekanik, Champaign, IL, 2004, Human Kinetics. Termasuk bab-bab tentang kinetika, gaya dan pengukurannya, dinamika-terbalik, dan elektromiografi. Kamen G dan Gabriel D: Esensi elektromiografi, Champaign, IL, 2010, Human Kinetics. Mempresentasikan konsep dasar dan lanjutan yang berkaitan dengan pengumpulan, analisis, dan interpretasi data elektromiografi. LeVeau BF: Biomekanik gerak manusia: Dasar-dasar dan seterusnya untuk profesi kesehatan, Thorofare, NJ, 2010, SLACK. Membahas pemuatan mekanis pada tubuh manusia selain topik lainnya. Winter DA: Biomekanik dan kontrol motorik gerakan manusia (edisi ke-4), Hoboken, NJ, 2009, John Wiley and Sons. Menjelaskan spektrum luas dari teknik analisis gerakan biomekanik, di antara topik lainnya.

R E L AT E D W E B S I T E S Advanced Medical Technology, Inc. http://www.amtiweb.com Memberikan informasi tentang platform gaya AMTI, dengan referensi sensor gaya dan torsi, analisis gaya berjalan, keseimbangan dan postur, dan topik lainnya. Rekayasa B & L http://www.bleng.com/ Menjelaskan sistem elektromiografi dan footswitch untuk analisis gaya berjalan. Biokinetik dan Rekanan, Ltd. http://www.biokinetics.com/ Pasarkan produk yang dirancang untuk mencegah cedera. Bortec Biomedis Ltd. http://www.bortec.ca/pages/home.htm Menjelaskan sistem telemetered electromyography multichannel. Delsys, Inc. http://www.delsys.com/ Memberikan deskripsi peralatan elektromiografi permukaan. Kistler http://www.kistler.com Menjelaskan serangkaian platform gaya. RSscan http://www.rsscan.co.uk/users/university.php Menjelaskan sistem pengukuran tekanan di dalam sepatu.

KEYTERMS Pusat gravitasi titik di mana berat badan seimbang, tidak peduli bagaimana pun tubuhnya gabungan diposisikan kompresi pemuatan tindakan simultan lebih dari satu bentuk pemuatan murni deformasi menekan atau meremas kekuatan diarahkan secara aksial melalui tubuh massa jenis berubah bentuk kegagalan massa per unit volume memaksa kehilangan kontinuitas mekanik diagram benda bebas dorong atau tarik; produk massa dan akselerasi impuls sketsa yang menunjukkan sistem yang ditentukan dalam isolasi dengan semua vektor gaya yang bekerja pada sistem produk kekuatan dan waktu di mana kekuatan bertindak kelembaman kecenderungan tubuh untuk menolak perubahan dalam kondisi geraknya massa jumlah materi yang terkandung dalam suatu objek aktivitas myoelectric arus atau tegangan listrik yang dihasilkan oleh ketegangan otot yang berkembang kekuatan total gaya yang dihasilkan berasal dari komposisi dua atau lebih gaya tekanan kekuatan per unit area di mana kekuatan bertindak pemuatan berulang aplikasi berulang dari beban subakut yang biasanya berkekuatan relatif rendah yg dihasilkan vektor tunggal yang dihasilkan dari komposisi vector scalar kuantitas fisik yang sepenuhnya dijelaskan oleh besarnya mencukur gaya diarahkan paralel ke permukaan berat spesifik berat per satuan volume

menekankan distribusi kekuatan dalam suatu benda, dikuantifikasi sebagai gaya yang dibagi oleh daerah di mana ketegangan tindakan paksa torsi menarik atau meregangkan kekuatan diarahkan secara aksial melalui tubuh transduser efek putar gaya vector memutar tubuh yang memproduksi beban di sekitar sumbu longitudinalnya komposisi vector perangkat yang mendeteksi sinyal resolusi vector kuantitas fisik yang memiliki besar dan arah volume proses penentuan satu vektor dari dua atau lebih vektor dengan penambahan vektor berat operasi yang menggantikan vektor tunggal dengan dua vektor tegak lurus sehingga vector titik hasil (batas elastis) titik pada kurva deformasi beban melewati deformasi mana yang permanen

CHAPTER 4 Biomekanik dari Pertumbuhan Tulang Manusia dan pengembangan Setelah menyelesaikan bab ini, Anda akan dapat: Jelaskan bagaimana konstituen material dan organisasi struktural tulang mempengaruhi kemampuannya untuk menahan beban mekanik. Jelaskan proses yang terlibat dalam pertumbuhan dan pematangan tulang yang normal. Jelaskan efek latihan dan bobot pada mineralisasi tulang. Jelaskan signifikansi osteoporosis dan bahas teori terkini tentang hal itu pencegahan. Jelaskan hubungan antara berbagai bentuk pemuatan mekanis dan cedera tulang yang umum. SUMBER DAYA PEMBELAJARAN ONLINE www.mhhe.com/hall6e Masuk ke Online Learning Center (OLC) kami untuk akses ke ini sumber daya tambahan: • Manual Lab Online • Flashcards dengan definisi istilah kunci bab • Tujuan bab • Bab presentasi PowerPoint presentasi • kuis bab penilaian diri • Sumber daya bab tambahan • Tautan web untuk studi dan eksplorasi topik terkait bab

Apa yang menentukan kapan tulang berhenti tumbuh? Bagaimana fraktur stress disebabkan? Mengapamelakukan perjalanan ruang angkasa menyebabkan berkurangnya mineral tulang kepadatan pada astronot? Apa itu osteoporosis dan bagaimana cara mencegahnya? Kata tulang biasanya memunculkan gambaran mental dari tulang yang mati — a sepotong mineral kering dan rapuh yang disukai anjing untuk dikunyah. Mengingat ini gambar, sulit untuk menyadari bahwa tulang hidup adalah sangat dinamis jaringan yang terus dimodelkan dan direnovasi oleh kekuatan yang bekerja pada saya t. Tulang memenuhi dua fungsi mekanis penting bagi manusia: (a) Ini memberikan kerangka kerangka kaku yang mendukung dan melindungi lainnya jaringan tubuh, dan

(b) membentuk sistem tuas kaku yang dapat dipindahkan dengan kekuatan dari otot yang menempel (lihat Bab 12). Bab ini membahas biomekanik aspek komposisi dan struktur tulang, tulang pertumbuhan dan pengembangan, respon tulang terhadap stres, osteoporosis, dan umum cedera tulang. KOMPOSISI DAN STRUKTUR JADWAL TULANG Konstituen material dan organisasi struktural dari pengaruh tulang cara-cara di mana tulang merespons pemuatan mekanis. Komposisi dan struktur tulang menghasilkan

material yang kuat karena relatif ringan berat. Konstituen Material Blok bangunan utama tulang adalah kalsium karbonat, kalsium fosfat, kolagen, dan air. Itu persentase relatif dari bahan-bahan ini berbeda dengan usia dan kesehatan tulang. Kalsium karbonat dan kalsium fosfat umumnya merupakan sekitar 60-70% dari berat tulang kering. Ini mineral memberi tulang kekakuannya dan merupakan penentu utama –nya tekan kekuatan. Mineral lainnya, termasuk magnesium, sodium, dan fluorida,juga punya peran struktural dan metabolisme vital dalam pertumbuhan tulangdan pengembangan. Kolagen adalah protein yang menyediakan tulang dengan lemak fleksibilitas dan memberikan kontribusi untuk tariknya kekuatan. Itu air konten tulang membentuk sekitar 25-30% dari total tulang berat. Itu airhadir dalam jaringan tulang merupakan kontributor pentinguntuk kekuatan tulang. Untuk alasan ini, ilmuwan dan insinyur yang mempelajari bahan sifat berbagai jenis jaringan tulang harus memastikan bahwatulang spesimen yang mereka uji tidak mengalami dehidrasi. Itu dari air melalui tulang juga membawa nutrisi dan limbah produk pergi dari sel-sel tulang yang hidup dalam matriks mineral. Sebagai tambahan, air mengangkut ion mineral ke dan dari tulang untuk disimpan dan selanjutnya menggunakan oleh jaringan tubuh saat dibutuhkan. Organisasi Struktural Persentase relatif mineralisasi tulang bervariasi tidak hanya dengan usia individu tetapi juga dengan tulang spesifik dalam tubuh. Beberapa tulang lebih keropos daripada yang lain. Semakin tulang keropos, maka mengecilkan proporsi kalsium fosfat dan kalsium karbonat, dan semakin besar proporsi jaringan non-mineral. Jaringan tulang telah diklasifikasikan ke dalam dua kategori berdasarkan porositas (Gambar 4-1). Jika porositas rendah, dengan 5– 30% volume tulang ditempati oleh non-mineral tisu, jaringan disebut kortikal tulang.

Jaringan tulang dengan a relative porositas tinggi, dengan 30% hingga lebih besar dari 90% volume tulang sibuk oleh jaringan non-mineral, dikenal sebagai bunga karang, cancellous, atau tulang trabecular. Tulang trabekuler memiliki struktur sarang lebah dengan mineralisasi batang vertikal dan horizontal, disebut trabekula, membentuk selfi bernama dengan sumsum dan lemak. Porositas tulang menarik karena secara langsung mempengaruhi mekanis karakteristik dari jaringan. Dengan kandungan mineralnya lebih tinggi, kortikal tulang lebih kaku, sehingga dapat menahan stres yang lebih besar, tetapi kurang ketegangan atau deformasi relatif, dari pada tulang trabecular. Karena trabecular tulang lebih spongier daripada tulang kortikal, itu bias mengalami lebih banyak ketegangan sebelumnya rekah. Itu fungsi tulang yang diberikan menentukan strukturnya. Itu poros itu tulang panjang terdiri dari tulang kortikal yang kuat.Itu relatif tinggi

(A) Di tulang paha, tulang trabecular terbungkus oleh lapisan tipis tulang kortikal. (B) Di tengkorak, tulang trabekuler terjepit di antara lempengan tulang kortikal. konten tulang trabekuler vertebra berkontribusi terhadap goncangan mereka kemampuan menyerap. Kedua tulang kortikal dan trabekuler bersifat anisotropik; yaitu, mereka menunjukkan kekuatan dan kekakuan yang berbeda dalam menanggapi kekuatan yang diterapkan dari yang berbeda arah. Tulang paling kuat dalam menahan tekanan tekan dan terlemah dalam menahan tegangan geser (Gambar 4-2). Jenis Tulang Struktur dan bentuk 206 tulang tubuh manusia memungkinkan mereka untuk memenuhi fungsi-fungsi tertentu. Sistem kerangka secara nominal dibagi ke pusat atau aksial kerangka dan perifer atau usus buntu kerangka (Angka 4-3). Itu termasuk kerangka aksial tulang yang terbentuk itu poros tubuh, yang adalah tengkoraknya, vertebra, tulang dada, dan itu Tulang iga. Itu tulang-tulang lainnya membentuk pelengkap tubuh, atau usus buntu kerangka. Tulang juga dikategorikan menurut bentuk umumnya dan fungsi.

Tulang pendek, yang kira-kira berbentuk kubus, hanya menyertakan karangan bunga dan tarsal (Gambar 4-4). Tulang-tulang ini memberikan gerakan meluncur terbatas dan berfungsi sebagai peredam kejut. Tulang pipih juga digambarkan dengan namanya (Gambar 4-4). Tulang-tulang ini melindungi organ yang mendasarinya dan jaringan lunak dan juga menyediakan area yang luas untuk perlekatan otot dan ligamen. Tulang rata termasuk skapula, tulang dada, Tulang iga, patela, dan beberapa tulang tengkorak. Tulang tidak beraturan memiliki bentuk berbeda untuk memenuhi fungsi khusus tubuh manusia (Gambar 4-4). Sebagai contoh, vertebra menyediakan kurus, terowongan pelindung untuk sumsum tulang belakang; menawarkan beberapa proses untuk perlekatan otot dan ligamen; dan mendukung bobot atasan bagian tubuh sambil memungkinkan pergerakan batang di ketiganya cardinal pesawat. Itu tulang kelangkang, tulang sulbi, dan maksila adalah contoh lain dari tidak teratur tulang. Tulang panjang membentuk kerangka kerangka appendicular (Gambar 4-4). Mereka terdiri dari poros yang panjang, kira-kira berbentuk silinder (juga disebut tubuh, atau diafisis) tulang kortikal, dengan ujung bulat yang dikenal sebagai kondilus, tuberkel, atau tuberositas. SEBUAH artikular self-lubricating tulang rawan melindungi ujung tulang panjang karena aus pada titik kontak dengan tulang lainnya. Panjang tulang juga mengandung daerah berongga sentral yang dikenal sebagai rongga meduler atau kanal. Tulang panjang disesuaikan dalam ukuran dan berat untuk biomekanik tertentu fungsi. Itu tibia dan femur besar dan besar untuk mendukung berat tubuh. Itu tulang panjang ekstremitas atas, termasuk itu humerus, radius, dan ulna, lebih kecil dan lebih ringan untuk mempromosikan kemudahan gerakan. Tulang panjang lainnya termasuk klavikula, fibula, metatarsal, metakarpal, dan falang. PERTUMBUHAN DAN PENGEMBANGAN TULANG Pertumbuhan tulang dimulai sejak awal perkembangan janin, dan tulang hidup terus menerus berubah dalam komposisi dan struktur selama rentang hidup. Kebanyakan ini perubahan merupakan pertumbuhan dan pematangan tulang yang normal. Pertumbuhan Longitudinal Pertumbuhan tulang memanjang terjadi pada epifisis, atau epifisis piring (Gambar 4-5). Epifisis adalah cakram kartilaginosa yang ditemukan di dekat ujung-ujung tulang panjang. Sisi diafisis (tengah) dari masing-masing epifisis terus menerus menghasilkan

sel-sel tulang baru. Selama atau tidak lama setelah remaja, piring menghilang dan tulang melebur, mengakhiri longitudinal pertumbuhan. Kebanyakan epifisis dekat sekitar usia 18, meskipun beberapa mungkin menjadi menyajikan sampai sekitar usia 25. Pertumbuhan Lingkar Tulang panjang tumbuh dengan diameter sepanjang sebagian besar rentang hidup, meskipun pertumbuhan tulang yang paling cepat terjadi sebelum dewasa. Lapisan internal periosteum membangun lapisan konsentris jaringan tulang baru di atas yang sudah ada. Pada saat yang sama, tulang diserap atau dihilangkan di sekitar lingkar rongga meduler, sehingga diameter rongga adalah terus diperbesar. Ini terjadi sedemikian rupa sehingga kedua tekukan menekankan dan tekanan puntir pada tulang tetap relatif konstan (65). Perubahan ukuran dan bentuk tulang ini adalah hasil kerja sel-sel khusus disebut osteoblas dan osteoklas, yang masing-masing membentuk dan menyerap jaringan tulang. Pada tulang dewasa yang sehat, aktivitas osteoblas dan osteolasts sebagian besar seimbang. Perkembangan Tulang Dewasa Ada kehilangan kolagen yang progresif dan peningkatan kerapuhan tulang dengan penuaan. Dengan demikian, tulang anak-anak lebih lentur daripada tulang orang dewasa. Mineral tulang biasanya terakumulasi sepanjang masa kanak-kanak dan remaja, mencapai sebuah puncak pada sekitar usia 25–28 pada wanita dan usia 30-35 pada pria (55) Berikut puncak ini, para peneliti tidak setuju dengan lamanya waktu bahwa kepadatan tulang tetap konstan (62). Namun, terkait usia, progresif menurun dalam kepadatan tulang dan kekuatan tulang pada kedua pria dan wanita mungkin mulai segera setelah awal dua puluhan (46). Ini melibatkan yang progresif pengurangan mekanik properti dan ketangguhan umum tulang, dengan meningkatnya kehilangan substansi tulang dan meningkatkan porositas (15). Trabecular tulang sangat terpengaruh, dengan pemutusan progresif dan disintegrasi trabekula yang membahayakan integritas tulang struktur dan kekuatan tulang yang semakin berkurang (41). Perubahan ini jauh lebih jelas pada wanita daripada pria, namun. Pada wanita, ada penurunan yang signifikan dalam volume dan kepadatan tulang kortikal, dan penurunan kepadatan tulang trabecular dengan penuaan (67). Sekitar 0,5-1,0% massa tulang hilang setiap tahun, hingga wanita mencapai sekitar usia 50 atau menopause (62). Setelah menopause, tampaknya ada peningkatan tingkat kehilangan tulang, dengan nilai setinggi 6,5% per tahun dilaporkan selama lima hingga delapan tahun (36). Meskipun perubahan serupa terjadi pada pria, mereka tidak menjadi signifikan sebelum a usia lebih lanjut. Wanita di segala usia cenderung memiliki tulang yang lebih kecil dan area tulang kortikal

lebih sedikit daripada pria (65), meskipun mineral tulang volumetric Kepadatannya sama untuk kedua jenis kelamin (69). TANGGAPAN TULANG KE STRES Perubahan lain yang terjadi pada tulang hidup sepanjang rentang hidup tidak berhubungan untuk pertumbuhan dan perkembangan normal. Tulang merespons secara dinamis untuk ada atau tidak adanya kekuatan yang berbeda dengan perubahan dalam ukuran, bentuk, dan massa jenis. Ini Fenomena itu awalnya dijelaskan oleh Jerman ilmuwan Julius Wolff pada tahun 1892: Bentuk tulang yang diberikan, elemen tulang menempatkan atau menggusur diri ke arah kekuatan fungsional dan menambah atau mengurangi kekuatan mereka massa untuk terbang dll jumlah gaya fungsional (79). Pemodelan Tulang dan Renovasi

Menurut hukum Wolff, kepadatan dan, pada tingkat yang jauh lebih rendah, itu bentuk dan ukuran tulang manusia adalah fungsi dari besarnya dan arah tekanan mekanis yang bekerja pada tulang. Pemuatan mekanis dinamis menyebabkan tulang mengalami deformasi atau tekanan, dengan beban yang lebih besar menghasilkan tingkat regangan yang lebih tinggi. Strain ini diterjemahkan menjadi perubahan dalam bentuk dan kekuatan tulang melalui proses yang dikenal sebagai renovasi. Renovasi melibatkan resorpsi yang rusak akibat kelelahan yang lebih tua tulang dan pembentukan tulang baru berikutnya (43). Pemodelan tulang adalah istilah yang diberikan untuk pembentukan tulang baru yang tidak didahului oleh resorpsi, dan merupakan proses di mana tulang yang belum matang tumbuh. Tulang dewasa bertambah atau berkurang massa sesuai dengan hukum Wolff. Kapan ketegangan pada tulang melebihi batas tertentu, tulang baru diletakkan di situs regangan, dan massa dan kepadatan tulang keseluruhan meningkat. Kapan regangan magnitude tetap di bawah ambang batas yang lebih rendah, terjadi renovasi tulang, dengan tulang diangkat dekat dengan sumsum (18). Ketegangan besarnya di antara keduanya dua ambang ini terjadi dalam apa yang disebut “malas daerah" dan melakukan tidak memicu adaptasi tulang (73). Renovasi dapat terjadi dalam “konservasi” mode," tanpa perubahan dalam massa tulang, atau "tidak digunakan mode," dengan bersih hilangnya massa tulang yang ditandai oleh rongga sumsum yang diperbesar dan menipis cortex (18). Tulang adalah jaringan yang sangat dinamis, dengan pemodelan dan proses renovasi terus menerus bertindak untuk meningkatkan, mengurangi, atau membentuk kembali tulang. Proses pemodelan dan remodelling diarahkan oleh osteosit, sel-sel yang tertanam dalam tulang yang sensitif terhadap perubahan aliran interstitial fluid melalui pori-pori yang

dihasilkan dari ketegangan pada tulang (68). Dinamis pemuatan yang dihasilkan dari dampak tingkat tinggi menghasilkan tingkat yang tinggi dari deformasi yang paling baik mendorong fl uid melalui matriks tulang (61).ini untuk alas an ini bahwa kegiatan yang melibatkan dampak tingkat tinggi adalah yang terbaik menstimulasi pembentukan tulang. Menanggapi gerakan fluid dalam tulang matriks, osteosit memicu aksi osteoblast dan osteoklas, itu sel-sel yang masing-masing membentuk dan menyerap tulang (61). SEBUAH dominasi osteoblast aktivitas menghasilkan pemodelan tulang, dengan keuntungan bersih dalam massa tulang. Tulang Renovasi melibatkan keseimbangan osteoblas dan osteoklas tindakan atau dominasi osteoklas aktivitas, dengan pemeliharaan terkait atau kerugian massa tulang. Sekitar 25% dari tubuh tulang trabecular adalah direnovasi setiap tahun melalui proses ini (29). Strain yang dihasilkan dari suatu aktivitas seperti itu seperti berjalan memadai cient untuk memprovokasi pergantian tulang dan baru tulang formasi (80). Dengan demikian, mineralisasi tulang dan kekuatan tulang pada anak-anak dan orang dewasa adalah fungsi dari stres yang menghasilkan ketegangan pada kerangka. Karena berat badan memberikan tekanan mekanik paling konstan tulang, kepadatan mineral tulang umumnya sejajar dengan berat badan, dengan individu yang lebih berat memiliki tulang yang lebih besar. Orang dewasa yang mendapatkan menurunkan berat badan cenderung juga menambah atau menurunkan kepadatan mineral tulang (17). Namun, individu yang diberikan keuntungan aktivitas fisikle, diet, gaya hidup, dan genetika juga bisa secara dramatis mengembang uence kepadatan tulang. Faktor-faktor seperti itu sebagai kurus massa tubuh, otot kekuatan, dan partisipasi teratur dalam angkat berat latihan sudah telah terbukti mengerahkan kekuatan yang lebih kuat pengaruh pada tulang massa jenis dari berat, tinggi, dan ras (20, 38, 76). Pemuatan dinamis selama Partisipasi dalam senam telah terbukti mempengaruhi ukuran tulang dan kekuatan lebih dari otot massa (16). Bahkan di muda, tidak atletis anak-anak, Tulang tampak berubah bentuk sebagai respons terhadap ada atau tidaknya aktivitas fisik (31). Kelenturan tulang secara dramatis dicontohkan oleh kasus a bayi yang lahir dalam kondisi fisik normal tetapi kehilangan satu tibia, tulang penahan berat utama dari ekstremitas bawah. Setelah anak itu berjalan untuk sementara waktu, sinar-X mengungkapkan bahwa pemodelan fibula di abnormal kaki telah terjadi sejauh itu tidak dapat dibedakan dari tibia kaki lainnya (1). Kasus menarik lainnya adalah pekerja konstruksi yang hilang semuanya kecuali jari kelima dari satu tangan karena cedera perang. Setelah 32 tahun, itu metacarpal dan phalanx dari jari yang tersisa telah dimodelkan menyerupai jari ketiga dari sisi lain (58). Hipertrofi Tulang

Meskipun kasus perubahan lengkap dalam bentuk dan ukuran tulang tidak biasa, ada banyak contoh pemodelan tulang, atau hipertrofi tulang, di Menanggapi aktivitas fisik secara teratur. Tulang individu yang aktif secara fisik cenderung lebih padat dan karena itu lebih termineralisasi daripada yang dari individu yang menetap dari usia dan jenis kelamin yang sama. Bahkan, itu hasil dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa pekerjaan dan olahraga khususnya menekankan anggota tubuh atau wilayah tertentu dari produk tubuh yang ditekankan hipertrofi tulang di daerah yang mengalami stres. Untuk contoh, professional tenis pemain tampilan bukan hanya hipertrofi otot di tenis lengan tetapi juga hipertrofi lengan itu radius (35). Hipertrofi tulang yang serupa telah diamati di humerus dominan baseball pemain (49). Tampaknya juga semakin besar kekuatan atau beban yang biasa ditemui, semakin dramatis peningkatan mineralisasi tulang. Di satu studi yang melibatkan atlet wanita perguruan tinggi di bola basket, bola voli, sepak bola, jalur, dan berenang, para atlet yang berpartisipasi dalam dampak tinggi olahraga (Bola basket dan bola voli) ditemukan memiliki mineral tulang yang lebih tinggi nilai kepadatan dan pembentukan tulang dibandingkan dengan perenang (12). Di lain penyelidikan, kepadatan mineral tulang pelari terlatih dan pengendara sepeda dibandingkan dengan orang-orang yang menetap dari usia yang sama (65) Dibandingkan dengan nonexercisers, pelari ditemukan memiliki meningkat kepadatan tulang, meskipun ini tidak berlaku untuk pengendara sepeda. Antara lebih tua perempuan, baik pekerjaan di halaman maupun latihan beban ditemukan kuat prediktor untuk kepadatan tulang, dengan jogging, renang, dan senam menjadi prediktor yang lemah (70). Secara keseluruhan, penelitian bukti menyarankan bahwa aktivitas fisik yang melibatkan kekuatan tumbukan diperlukan untuk memelihar atau meningkatkan massa tulang (51). Perenang yang kompetitif, siapa menghabiskan banyak waktu di air di mana gaya apung melawan gravitasi, mungkin memiliki kepadatan mineral tulang lebih rendah dari pada yang tidak bergerak individu (56).

Atrofi tulang Sedangkan hipertrofi tulang sebagai respons terhadap peningkatan stres mekanik, ini menampilkan respons yang berlawanan dengan pengurangan stres. Saat normal tekanan yang diberikan pada tulang oleh kontraksi otot, beban, atau kekuatan dampak berkurang, atrofi jaringan tulang melalui renovasi. Saat atrofi tulang terjadi, jumlah kalsium yang terkandung di dalam tulang berkurang, dan baik berat dan kekuatan tulang menurun. Kehilangan massa tulang karena berkurangnya tekanan mekanik telah ditemukan pada pasien yang terbaring di tempat tidur, warga lanjut usia yang kurang gerak, dan astronot. Empat hingga enam minggu istirahat di tempat tidur dapat menyebabkan penurunan tulang yang signifikan kepadatan mineral yang tidak sepenuhnya terbalik setelah enam bulan normal aktivitas menahan beban (5).

Demineralisasi tulang adalah masalah yang berpotensi serius. Dari biomechanical sudut, saat massa tulang berkurang, kekuatan dan dengan demikian resistensi fraktur juga menurun, khususnya di tulang trabecular. Hasil studi kehilangan kalsium dilakukan selama Skylab Angka menunjukkan bahwa kehilangan kalsium urin berhubungan dengan waktu yang dihabiskan dari bidang gravitasi bumi. Pola kehilangan tulang yang diamati adalah sangat mirip dengan yang didokumentasikan di antara pasien selama periode tirah baring, dengan kehilangan tulang yang lebih besar di tulang penopang berat badan tulang belakang lumbar dan ekstremitas bawah daripada di bagian kerangka lainnya (64) Selama satu bulan di ruang angkasa, astronot kehilangan 1-3% massa tulang, atau kira-kira sebanyak massa tulang yang hilang pada wanita pascamenopause pada a tahun (8, 23).

Belum jelas mekanisme atau mekanisme spesifik apa yang bertanggung jawab untuk kehilangan tulang di luar gravitasi lapangan Penelitian secara konsisten mendokumentasikan keseimbangan kalsium negatif pada astronot dan eksperimen hewan selama terbang ruang angkasa ight, dengan pengurangan penyerapan usus kalsium dan peningkatan ekskresi kalsium (71). Itu tidak diketahui, namun, apakah ini disebabkan

oleh peningkatan remodeling tulang, penurunan remodeling tulang, atau ketidakseimbangan antara osteoblast dan osteoklas aktivitas (71). Tampaknya keseimbangan antara pembentukan dan resorpsi tulang menjadi terganggu, dengan awal peningkatan osteoklas aktivitas diikuti oleh penurunan berkepanjangan aktivitas osteoblas (40). Satu hipotesis adalah bahwa perubahan ini di boneremodeling dipicu oleh perubahan dalam darah darah rata terkait di luar gravitasi lapangan (10) Lebih banyak penelitian tentang topik ini jelas dibutuhkan. Masih harus dilihat apakah langkah-langkah selain penciptaan buatan gravitasi secara efektif dapat mencegah keropos tulang selama perjalanan ruang angkasa. Astronaut ' program latihan saat ini selama terbang ights dalam ruang dirancang untuk mencegah kehilangan tulang dengan meningkatkan mekanik stres dan tekanan ditempatkan pada tulang menggunakan kekuatan otot. Namun, otot-otot tubuh mengerahkan terutama gaya tarik pada tulang, sedangkan gravitasi memberikan gaya tekan memaksa. Oleh karena itu, mungkin tidak ada jumlah latihan fisik yang dapat dilakukan sepenuhnya mengimbangi tidak adanya gaya gravitasi. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa latihan resistif dikombinasikan dengan getaran tubuh mungkin merupakan tindakan pencegahan yang efektif untuk mencegah otot atrofi dan kehilangan tulang selama penerbangan ruang angkasa (57). Peneliti berhipotesis bahwa getaran frekuensi rendah dengan amplitudo tinggi merangsang gelendong otot dan alpha-motoneurons (lihat Bab 6), yang memulai kontraksi otot (34, 53). Itu efek dari perawatan intervensi beberapa bulan dengan seluruh tubuh getaran tampaknya termasuk peningkatan kepadatan mineral tulang dihasilkan dari peningkatan deposisi tulang ditambah dengan penurunan resorpsi tulang, dengan kepadatan tulang terutama meningkat di tulang paha dan tibia (30, 45). Karena persendian menopang berat badan yang diposisikan di atasnya, besarnya dari pemuatan kerangka bervariasi dari sambungan ke sambungan selama kedua hambatan olahraga dan getaran. Contoh Soal 4.1 mengilustrasikan hal ini.

OSTEOPOROSIS Atrofi tulang adalah masalah tidak hanya bagi para astronot dan pasien yang terbaring di tempat tidur tetapi juga untuk semakin banyak warga senior dan atlet wanita. Osteoporosis ditemukan pada kebanyakan orang lanjut usia, dengan sebelumnya mulai pada wanita, dan menjadi semakin lazim dengan meningkatnya rata-rata usia populasi (37). Itu kondisi dimulai sebagai osteopenia, massa tulang berkurang tanpa adanya fraktur, tapi sering berlangsung untuk osteoporosis, suatu kondisi di mana massa mineral

tulang dan kekuatan sangat dikompromikan sehingga kegiatan sehari-hari dapat menyebabkan tulang nyeri dan patah (50).

Osteoporosis Pascamenopause dan Terkait Usia Mayoritas yang terkena osteoporosis adalah pascamenopause dan lansia perempuan, meskipun pria lanjut usia juga rentan, dengan lebih dari setengah dari semua wanita dan sekitar sepertiga pria mengalami patah tulang terkait untuk osteoporosis (32). Meskipun dulu pernah dianggap sebagai terutama kesehatanperhatian untuk wanita, dengan bertambahnya usia populasi, osteoporosis aku sekarang juga muncul sebagai masalah serius yang berhubungan dengan kesehatan bagi pria (69). Risiko faktor-faktor untuk osteoporosis termasuk menjadi perempuan, putih atau Asia etnis, lebih tua usia, perawakan kecil atau ukuran bingkai, dan riwayat keluarga osteoporosis (32). Osteoporosis tipe I, atau osteoporosis pascamenopause, mempengaruhi kira-kira 40% wanita setelah usia 50 (39). Itu pertama patah tulang osteoporosis biasanya mulai terjadi sekitar 15 tahun pascamenopause, dengan wanita yang menderita leher femoralis sekitar tiga kali lebih banyak patah, tiga waktu sebanyak patah tulang belakang, dan fraktur pergelangan tangan enam kali lebih banyak sebagai pria dengan usia yang sama (39). Perbedaan ini terjadi sebagian karena pria mencapai puncak yang lebih tinggi massa dan kekuatan tulang daripada wanita di awal masa dewasa, dan sebagian karena dari prevalensi yang lebih besar dari pemutusan dalam jaringan trabecular antara wanita pascamenopause daripada di antara pria (47). Osteoporosis tipe II, atau osteoporosis yang berhubungan dengan usia, mempengaruhi kebanyakan wanita dan juga mempengaruhi pria setelah usia 70 (69). Setelah usia 60, sekitar 90% dari semua patah tulang pada pria dan wanita terkait osteoporosis, dan fraktur ini adalah salah satu penyebab utama kematian pada populasi lansia (50). Meskipun jari-jari dan ulna, leher femoralis, dan tulang belakang semuanya adalah commonsites dari patah tulang osteoporosis, gejala yang paling umum dari osteoporosis adalah nyeri punggung yang berasal dari fraktur tulang trabecular yang melemah dari badan-badan tulang belakang. Hancurkan fraktur vertebra lumbar akibat beban tekan yang diciptakan oleh beban selama aktivitas hidup sehari-hari sering menyebabkan pengurangan tinggi badan. Karena kebanyakan berat badan adalah anterior ke tulang belakang, fraktur yang dihasilkan sering hilang vertebralbodies berbentuk baji, menonjolkan kyphosis toraks (lihat Bab 9). Ini menonaktifkan deformitas dikenal sebagai

janda punuk. Vertebral tekanan kompresi sangat menyakitkan dan melemahkan dan mempengaruhi fisik, fungsional, dan psikososial aspek orang tersebut kehidupan. Sebagai tinggi tulang belakang hilang, di sana ditambahkan ketidaknyamanan dari tulang rusuk menekan pelvis. Seiring bertambahnya usia kerangka pada pria, ada peningkatan diameter tulang belakang yang berfungsi untuk mengurangi tekanan tekan selama menahan beban (47). Demikian, meskipun perubahan osteoporosis mungkin terjadi, structural kekuatan vertebra tidak berkurang. Mengapa kompensasi yang sama hange tidak terjadi pada wanita tidak diketahui.

Triad Atlet Wanita Keinginan untuk unggul dalam olahraga kompetitif menyebabkan beberapa wanita muda atlet untuk berusaha untuk mencapai berat badan yang tidak diinginkan rendah. Ini berbahaya praktik umumnya melibatkan kombinasi gangguan makan, amenore, dan osteoporosis, kombinasi yang telah terjadi dikenal sebagai "wanita atlet triad. " Ini kondisi sering tidak dikenali, tetapi karena triad dapat mengakibatkan konsekuensi negatif mulai dari kehilangan tulang yang tidak dapat dikembalikan lagi ke kematian, teman, orangtua, pelatih, dan dokter perlu waspada terhadap tanda dan gejala. Sebanyak 62% atlet wanita dalam tampilan olahraga tertentu mengalami gangguan perilaku makan, dengan mereka yang berpartisipasi dalam ketahanan atau olahraga artistik seperti senam dan skating figur yang paling mungkin terlibat (48). Berkepanjangan gangguan makan dapat menyebabkan anoreksia nervosa atau bulimia nervosa, penyakit yang mempengaruhi 1–10% dari semua remaja dan wanita usia kuliah (22). Gejala anoreksia nervosa pada anak perempuan dan perempuan termasuk berat badan 15% atau lebih di bawah berat normal minimal untuk usia dan tinggi, rasa takut yang intens menambah berat badan, citra tubuh terganggu, dan amenore. Gejala bulimia nervosa adalah minimal dua makan binge seminggu selama setidaknya tiga bulan, perasaan kekurangan kontrol selama pesta, penggunaan teratur yang diinduksi sendiri muntah, obat pencahar, diuretik, diet ketat, atau berolahraga untuk mencegah berat badan mendapatkan, dan perhatian berlebihan dengan citra tubuh dan berat badan (22). Berantakan makan tingkah laku telah ditemukan sangat terkait dengan kedua menstruasi ketidakteraturan dan kepadatan mineral tulang yang rendah (9).

terkait dengan penurunan sekresi hipotalamus gonadotrophinreleasing hormon, yang pada gilirannya mengurangi sekresi luteinizing hormon dan merangsang folikel hormon, dengan penutupan berikutnya turun stimulasi ovarium (75). Itu prevalensi amenore primer, dengan menarche terlambat melampaui usia 16 tahun, kurang dari 1% di itu populasi umum, tetapi setinggi 22% dalam olahraga tersebut sebagai pemandu sorak, menyelam, dan senam (48). Amenore sekunder, atau tidak adanya tiga sampai enam siklus menstruasi berturut-turut, telah ditemukan hadir di 69% penari dan 65% pelari jarak jauh, dibandingkan dengan 2-5% di itu populasi umum (48). Kaitan antara penghentian menstruasi dan osteoporosis adalah estrogen defisiensi, yang meningkatkan resorpsi tulang. Kekurangan energi dihasilkan dari gangguan makan juga cenderung berkontribusi secara independen terhadap perubahan metabolisme tulang dan penurunan kepadatan tulang (14). Meski kejadiannya osteoporosis di kalangan atlet wanita tidak diketahui, akibatnya gangguan pada wanita muda ini berpotensi tragis. Di antara satu kelompok lebih dari 200 pelari wanita premenopause, mereka yang menderita amenore 10% lebih sedikit kepadatan tulang lumbar dibandingkan dengan mereka yang menstruasi normal (25). Ini adalah menjadi perhatian khusus bagi atlet remaja, karena sekitar 50% tulang mineralisasi dan 15% tinggi dewasa biasanya ditetapkan selama tahun remaja (2). Tidak mengherankan, wanita premenopause amenore atlet memiliki tingkat fraktur stres yang tinggi, dengan lebih banyak fraktur terkait onset kemudian menarche (48). Apalagi, kehilangan tulang yang terjadi mungkin saja ireversibel, dan fraktur irisan osteoporosis dapat merusak postur seumur hidup.

Mencegah dan Mengobati Osteoporosis Osteoporosis bukanlah penyakit dengan onset akut atau iringan yang tak terhindarkan penuaan, tetapi merupakan hasil dari kebiasaan seumur hidup yang erosive ke sistem kerangka. Deteksi dini kepadatan mineral tulang rendah aku menguntungkan, karena begitu patah tulang osteoporosis mulai terjadi, sana telah telah kehilangan struktur trabekular (60) yang ireversibel. Meskipun layak diet, kadar hormon, dan olahraga dapat bekerja untuk meningkatkan massa tulang di apa saja tahap dalam hidup, bukti menunjukkan bahwa lebih mudah untuk mencegah osteoporosis daripada saya adalah mengobatinya. Itu satu-satunya faktor terpenting untuk mencegah atau memperpanjang timbulnya osteoporosis adalah optimalisasi massa tulang puncak selama masa kecil dan remaja (6, 9, 24, 32, 50, 74). Peneliti mengadakan hipotesa bahwa latihan menahan beban sangat penting selama prapubertas tahun, karena kehadiran hormon pertumbuhan tingkat tinggi mungkin

bertindak dengan olahraga secara sinergistik untuk meningkatkan kepadatan tulang (3, 6, 22, 33, 36). Kegiatan melibatkan kekuatan dampak osteogenik, seperti itu seperti melompat, memiliki telah ditampilkan menjadi efektif dalam meningkatkan massa tulang pada anak-anak (19) Aktivitas fisik penahan berat diperlukan untuk menjaga tulang integritas pada manusia dan hewan. Yang penting, penelitian menunjukkan bahwa a program teratur latihan menahan beban, seperti berjalan, dapat meningkat kesehatan dan kekuatan tulang bahkan di antara individu dengan osteoporosis. Karena pemuatan dampak sangat osteogenik, melompat pada tempatnya, dengan Direkomendasikan 5 10 set 10 lompatan yang dilakukan 3-5 kali per minggu untuk pemeliharaan massa tulang (77). Lompatan harus dilakukan dengan Interval istirahat 10– 15 detik antara lompatan, karena hal ini tampaknya semakin meningkat aliran cairan dalam matriks tulang dan stimulasi terkait osteosit, berpotensi menggandakan efek mekanik memuat tulang bangunan (21, 52). Secara praktis, masa kanak-kanak yang sangat lambat permainan hopscotch bantuan membangun tulang lebih cepat! Peningkatan asupan kalsium dalam makanan memberikan pengaruh positif pada tulang massa untuk wanita dengan defisiensi diet, dengan jumlah kalsium diserap secara positif oleh calcitriol (bentuk aktif vitamin D) dan negatif oleh serat makanan (63). Meskipun kalsium diet adekuat sangat penting selama masa remaja, sayangnya median Amerika Gadis jatuh di bawah asupan harian yang direkomendasikan 1.200 mg per hari pada usia 11 (13). SEBUAH modifikasi ed diet atau suplemen kalsium bias menjadi penting untuk pengembangan massa tulang puncak di kalangan remaja perempuan di definisi diet efisiensi. Itu peran vitamin D dalam memungkinkan penyerapan dari kalsium oleh tulang juga penting, dengan lebih dari separuh wanita menerima perawatan untuk kepadatan tulang yang rendah di Amerika Utara memiliki vitamin D definisi efisiensi (26) Dokter sekarang mengakui kecenderungan itu untuk osteoporosis dapat dimulai pada masa kanak-kanak dan remaja saat diet yang buruk mengganggu dengan perkembangan massa tulang (7). Faktor gaya hidup lainnya juga mempengaruhi mineralisasi tulang. Faktor risiko yang diketahui untuk mengembangkan osteoporosis termasuk aktivitas fisik; penurunan berat badan atau ketipisan yang berlebihan; merokok tembakau; definisi kota dalam estrogen, kalsium, dan vitamin D; dan konsumsi protein dan kafein yang berlebihan (54, 62, 72, 78). SEBUAH studi tentang kembar perempuan, salah satunya merokok lebih banyak dari yang lain, menunjukkan bahwa wanita yang merokok satu bungkus rokok a hari sampai dewasa akan miliki pengurangan kepadatan tulang 5-10% oleh itu waktu menopause, yang memadai cient untuk meningkatkan risiko patah tulang (27) Meskipun konsumsi kafein mungkin secara negatif mempengaruhi mineral tulang massa jenis di

antara wanita pascamenopause yang mengonsumsi makanan rendah kalsium, telah ditunjukkan tidak untuk mempengaruhi kepadatan mineral tulang muda wanita (11). Faktor genetik juga ikut berubah uence massa tulang tetapi tidak muncul menjadi sama pentingnya dengan diet dan olahraga. Penelitian terbaru dan terperinci tentang tulang semakin menunjukkan kehalusan itu dalam tulang mikroarsitektur mungkin lebih penting dalam menentukan tulang resistensi terhadap fraktur daripada kepadatan mineral tulang (4, 59). Secara sederhana, kualitas tulang mungkin lebih penting dalam beberapa hal daripada kuantitas tulang. Namun, faktor-faktor yang mempengaruhi struktur tulang di dalam dan di sekitar trabekula saat ini tidak diketahui. Sampai banyak lebih banyak yang mengerti tentang osteoporosis wanita muda khususnya didorong untuk memaksimalkan tulang puncak massa dan untuk meminimalkan kerugiannya dengan terlibat dalam aktivitas fisik reguler dan menghindari faktor gaya hidup yang secara negatif mempengaruhi kesehatan tulang. CEDERA UMUM TULANG

Karena fungsi mekanik yang penting dilakukan oleh tulang, tulang kesehatan adalah bagian penting dari kesehatan umum. Kesehatan tulang bisa terganggu oleh cedera dan patologi.

Patah tulang Fraktur adalah gangguan dalam kontinuitas tulang. Sifat fraktur tergantung pada arah, besarnya, laju pemuatan, dan durasi dari beban mekanik yang berkelanjutan, serta kesehatan dan kematangan

tulang pada saat cedera. Fraktur diklasifikasikan sesederhana kapan ujung tulang tetap berada dalam jaringan lunak dan senyawa di sekitarnya ketika satu atau kedua tulang berakhir menonjol dari kulit. Saat memuat kecepatannya cepat, fraktur lebih mungkin kominutif, mengandung banyak fragmen (Gambar 4-6). Avulsi adalah fraktur yang disebabkan oleh beban tarik di mana tendon atau ligamen menarik serpihan kecil tulang dari sisa tulang. Eksplosif gerakan melempar dan melompat mungkin menghasilkan kejijikan patah tulang dari epicondyle medial dari humerus dan calcaneus.

Pembengkokan yang berlebihan dan beban torsional dapat menghasilkan patah tulang spiral tulang panjang (Gambar 4-6). Aplikasi pasukan secara simultan dari arah yang berlawanan pada titik yang berbeda di sepanjang struktur seperti panjang tulang menghasilkan torsi yang dikenal sebagai momen lentur, yang dapat menyebabkannya lentur dan akhirnya patah tulang. Momen lentur dibuat pada pemain sepak bola kaki saat kaki berlabuh ke tanah dan pembuat taktik berikan kekuatan pada titik yang berbeda pada kaki dengan arah yang berlawanan. Kapan lentur hadir, struktur dimuat dalam ketegangan di satu sisi dan dalam kompresi di sisi yang berlawanan, seperti yang dibahas pada Bab 3. Karena tulang lebih kuat dalam menahan kompresi daripada menahan ketegangan, itu sisi tulang yang dimuat dalam ketegangan akan patah pertama Torsi yang diaplikasikan pada sumbu panjang struktur seperti tulang panjang menyebabkan puntir, atau puntir struktur. Torsi menciptakan tegangan geser di seluruh struktur, seperti dijelaskan dalam Bab 3. Ketika tubuh pemain ski berputar sehubungan dengan satu sepatu bot dan ski selama jatuh, beban torsional dapat menyebabkan fraktur spiral tibia. Dalam kasus tersebut, pola pemuatan gabungan geser dan tegangan menghasilkan kegagalan pada orientasi miring ke sumbu longitudinal tulang. Karena tulang lebih kuat dalam menahan kompresi daripada menahan ketegangan dan geser, fraktur kompresi tulang akut (tanpa adanya osteoporosis) jarang. Namun, di bawah pemuatan gabungan, fraktur yang dihasilkan dari beban puntir juga dapat dipengaruhi oleh adanya a beban tekan. Fraktur impaksi adalah fraktur di mana sisi yang berlawanan fraktur dikompresi bersama. Fraktur yang menyebabkan depresi fragmen tulang ke dalam jaringan di bawahnya disebut depresi.

Karena tulang anak-anak mengandung jumlah kolagen yang relatif lebih besar daripada tulang orang dewasa, mereka lebih fleksibel dan lebih tahan terhadap patah tulang di bawah pemuatan sehari-hari daripada tulang orang dewasa. Akibatnya, greenstick patah tulang, atau patah tulang tidak lengkap, lebih sering terjadi pada anak-anak daripada di orang dewasa (Gambar 4-6). Fraktur greenstick adalah fraktur yang tidak lengkap dengan menekuk atau beban puntir. Fraktur stres, juga dikenal sebagai fraktur kelelahan, akibat dari kekuatan magnitudo dipertahankan secara berulang. Setiap peningkatan dalam besarnya atau frekuensi pemuatan tulang menghasilkan reaksi stres, yang mungkin melibatkan kerusakan mikro. Tulang merespons kerusakan mikro dengan remodeling: Pertama, osteoklas resorb jaringan yang rusak; kemudian, deposit osteoblast baru tulang di situs. Kapan tidak ada waktu untuk proses perbaikan lengkap sendiri sebelum kerusakan mikro terjadi, kondisinya bias kemajuan untuk fraktur stres. Fraktur stres dimulai sebagai gangguan kecil dikelangsungan lapisan luar tulang kortikal tetapi dapat memburuk waktu, akhirnya menghasilkan fraktur kortikal lengkap. Pada pelari, suatu kelompok sangat rentan terhadap fraktur stres, sekitar 50% fraktur terjadi di tibia dan sekitar 20% dari fraktur berada di metatarsal, dengan fraktur leher femoral dan pubis juga dilaporkan (28,44). Peningkatan durasi atau intensitas latihan yang tidak memungkinkan cukup waktu untuk remodeling tulang terjadi adalah penyebab utama. Faktor lain yang mempengaruhi pelari stres fraktur termasuk kelelahan otot dan perubahan mendadak baik di permukaan berlari atau arah berlari (44).

Cedera epifisis Sekitar 10% dari cedera kerangka akut pada anak-anak dan remaja terlibat epifisis (42). Cedera epifisis termasuk cedera pada tulang rawan lempeng epifisis, kartilago artikular, dan apofisis. Apophyses adalah situs lampiran tendon ke tulang, dimana bentuk tulang berada dalam fl dipengaruhi oleh beban tarik yang situs-situs ini dikenakan. Itu epifisis tulang panjang disebut tekanan epifisis dan para apophyses disebut traksi epifisis, setelah jenis pembebanan fisiologis menyajikan. Pemuatan akut dan berulang dapat melukai pelat pertumbuhan, berpotensi menghasilkan penutupan prematur dari persimpangan epifisis dan penghentian pertumbuhan tulang. Bentuk lain dari cedera epifisis, osteochondrosis, melibatkan gangguan suplai darah ke epifisis, dengan nekrosis jaringan yang potensial dan potensial deformasi epifisis. Itu Penyebab kondisinya buruk dimengerti. Osteochondrosis terjadi paling umum antara usia 3 tahun dan 10 dan lebih umum di kalangan anak laki-laki daripada di antara anak perempuan (44).

Osteochondrosis pada apofisis, yang dikenal sebagai apofisitis, sering dikaitkan dengan kejang traumatis. Situs umum untuk apofisitis adalah kalkaneus dan tuberkulum tibialis di lokasi lampiran tendon patela, di mana gangguan tersebut masing-masing disebut sebagai Sever penyakit dan Osgood-Schlatter penyakit.

RINGKASAN Tulang adalah jaringan hidup yang penting dan dinamis. Fungsi mekanisnya adalah untuk mendukung dan melindungi jaringan tubuh lainnya dan bertindak sebagai suatu system tuas kaku yang dapat dimanipulasi oleh otot-otot yang terpasang. Kekuatan dan ketahanan tulang terhadap patah tergantung pada bahannya komposisi dan struktur organisasi. Mineral berkontribusi pada a kekerasan tulang dan kekuatan tekan, dan kolagen menyediakannya fleksibilitas dan kekuatan tarik. Tulang kortikal lebih kaku dan lebih kuat dari tulang trabecular, sedangkan tulang trabecular memiliki daya serap goncangan yang lebih besar kemampuan. Tulang adalah jaringan yang sangat dinamis yang terus dimodelkan dan direnovasi sesuai dengan hokum Wolff. Meskipun tulang tumbuh masuk panjang hanya sampai lempeng epifisis menutup pada masa remaja, tulang terus menerus perubahan dalam kepadatan, dan sampai batas tertentu dalam ukuran dan bentuk, melalui itu aksi osteoblas dan osteoklas. Osteoporosis, gangguan yang ditandai dengan hilangnya mineral tulang secara berlebihan massa dan kekuatan, sangat lazim di kalangan orang tua. Itu mempengaruhi wanita pada usia lebih dini dan lebih parah daripada pria. Itu juga hadir dalam frekuensi yang mengkhawatirkan di antara anak-anak muda, gangguan makan, amenore atlet wanita. Meskipun penyebab osteoporosis masih belum diketahui, kondisi ini seringkali dapat diperbaiki melalui terapi hormon, penghindaran faktor gaya hidup negatif, dan program olahraga teratur.