aplikasi ilmu fisika dalam kesehatan

Aplikasi Ilmu Fisika terhadap kerangka tulang

Tulang

Tulang adalah alat untuk meredam dan mendistribusikan gaya/tegangan yang ada padanya. Tulang yang besar dan panjang berfungsi untuk memberikan perbandingan terhadap beban yang terjadi pada tulang tersebut. Mungkin dalam aplikasinya biomekanik selalu berhubungan dengan kerangka manusia, oleh sebab itu di bawah ini adalah gambar kerangka manusia (Eko Nurmianto, 1996).

Gambar 1.2 Kerangka manusia (Nurmianto, 1988)

Tulang juga selalu terikat dengan otot, dan jaringan penghubung (connective Tissue) yakni ligamen,cartilage dan Tendon. Fungsi otot disini untuk menjaga posisi tubuh agar tetap sikap sempurna.

Dalam biomekanik perhitungan guna mencari moment dan gaya dapat dilakukan dengan cara menghitung gaya dan moment secara parsial atau menghitung tiap segmen yang menyusun tubuh manusia. Berat dari masing-masing segmen di bawah ini didapat dari besarnya prosentasi di kalo dengan gaya berat dari orang tersebut.

oleh karena itu, dibawah ini merupakan perhitungan (secara manual) dalam praktekum ini, yaitu dihitung tiap segmen yang mempengaruhi tulang belakang dalam melakukan aktivitas pengangkatan, kecuali segmen kaki :

PUNGGUNG

Dengan menggunakan teknik perhitungan keseimbangan gaya pada tiap segmen tubuh manusia, maka didapat moment resultan pada L5/S1. Kemudian untuk mencapai keseimbangan tubuh pada aktivitas pengangkatan, moment pada L5/S1 tersebut diimbangi gaya otot pada spinal erector (FM) yang cukup besar dan juga gaya perut (FA) sebagai pengaruh tekanan perut (PA) atau Abdominal Pressure yang berfungsi untuk membantu kestabilan badan karena pengaruh momen dan gaya yang ada seperti model pada gambar dibawah ini.

Gambar Model sederhana dari punggung bawah (low back) yang diteliti oleh chaffin untuk analisis terhadap aktifitas angkat Koplanar Statis. (Chaffin, 1984)

Gaya otot pada spinal erector dirumuskan sebagai berikut:

F_M .E= M_(L5/S1)-F_A.D  (Newton)

FM = Gaya otot pada Spinal Erector (Newton)

E = Panjang Lengan momen otot spinal erector dari L5/S1

(estimasi 0,05 m sumber: Nurmianto; 1996)

M(L5/S1) = MT = Momen resultan pada L5/S1

FA = Gaya Perut (Newton)

D = Jarak dari gaya perut ke L5/S1 ( 0,11 m)

( Sumber:Nurmianto,1996)

Untuk mencari Gaya Perut (FA), maka perlu dicari Tekanan Perut (PA) dengan persamaan:

Wtot = Wo +2 WH + 2 WLA+ 2 WUA + Wt

Keterangan: