LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA BIOMEKANIK OTOT BISEP
Kelompok B-10 Muhammad Al Faatih
(1102009178)
Muhammad Ardyansyah P.
(1102009179)
Muhammad Arman P.
(1102009180)
Radi Tri Hadrian
(1102009232)
Rahayu
(1102009233)
Raka Adtya
(1102009234)
Sri Fatmawati
(1102009273)
Sri Rahayu Indrawati
(1102009274)
Rizka Putri A.
(1102008305)
Ricky Rizki F.
(1102008302)
UNIVERSITAS YARSI FAKULTAS KEDOKTERAN TAHUN PELAJARAN 2009-2010
( Laporan Fisika)
Page 1
DAFTAR ISI Daftar isi…………………………………… isi……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………... ………... 2 1.
Biomekanik Otot Bisep
1.1 Tujuan percobaan…………………………………… percobaan………………………………………………………………………….. …………………………………….. 3 1.2 Teori dasar…………………………………………… dasar………………………………………………………………………………….. …………………………………….. 3
1.3 Prosedur…………………………………………………………………………………….. 5 1.3.1
Pengukuran dari bobot pada otot bisep…………………………………… bisep………………………………………….. ……..
6
1.3.2
Menghitung gaya tegang pada otot…………………………………… otot……………………………………………….. …………..
6
1.4 Hasil diskusi…………………………………… diskusi………………………………………………………………………………… ……………………………………………
6
1.5 Kesimpulan……………………… Kesimpulan…………………………………………………………………………… …………………………………………………………. …….
9
Daftar Pustaka…………………………… Pustaka……………………………………………………………………………… ………………………………………………………….. ……….. 10
( Laporan Fisika)
Page 2
Biomekanik Otot Bisep 1.1 Tujuan Tujuan percobaan percobaan 1. Mengamati Mengamati kekuata kekuatan n dari otot otot bisep bisep dengan dengan cara cara pembelokkan pembelokkan siku. siku. 2. Mengkalkul Mengkalkulasi asi kekuat kekuatan an yang yang diperlu diperlukan kan untuk untuk pegang pegang bahan bahan Alat-alat Percobaan 1. Seperangka Seperangkatt papan papan yang yang telah telah dilenkapi dilenkapi sudut busur 2. Beba Beban n yang yang ber berbe beda da-b -bed eda. a.
1.2 Teori Dasar Otot rangka skeletin adalah suatu sangat mengorganisir jaringan. Seluruh otot terdiri atas serabut-serabut otot yang individu, yang terdiri dari myofibril-miofibril unit-unit yang lebih kecil. Filament, aktin dan myosin, komponen-komponen bertanggung jawab untuk kontraksi otot, Ada dua faktor penentu utama dari kekuatan otot. Pertama adalah hubungan tegangan panjan panjangny gnya a yang yang didasa didasarka rkan n pada pada intera interaksi ksi serabu serabut-s t-sera erabut but aktin aktin dan myosin myosin yang yang mikroskopi mikroskopis. s. Bioemekani Bioemekanika ka dari sistem sistem musculoske musculoskeletal letal adalah komponen komponen yang kedua. kedua. Kurva lengthtension dari suatu serabut otot menunjukkan bahwa masing-masing serabut otot mempun mempunyai yai satu satu kekuat kekuatan an pemban pembangki gkitt panjan panjangny gnya a maksia maksiall optim optimal. al. Bagaim Bagaimanap anapun, un, panj panjan angny gnya a
ini ini
tidak tidak berp berpas asang angan an deng dengan an posi posisi si pali paling ng meng mengunt untung ungka kan n
menu menuru rutt
biomekanika dari otot-otot kita. Eksperimen yang berikut akan menguji bagaimana dua faktorfaktor ini pengaruhi gerakan-gerakan dan kekuatan kita.
( Laporan Fisika)
Page 3
Kontraksi Kontraksi otot dijelaskan dijelaskan oleh teori filamen filamen gelongsor gelongsor.. Di awali awali saling saling silang silang filament-filamen myosin bersama aktin, kemudian saling tarik aktin ke seberang myosin. Filamen aktin tertarik menuju myosin, dengan demikian memendekkan serabut otot dan menghasilkan suatu kontraksi otot. Kapan gaya maksimum dihasilkan? Kekuatan Kekuatan maksimum maksimum dihasilka dihasilkan n ketika ketika keadaan keadaan maksium maksium dari tarik-men tarik-menarik arik antara antara aktin aktin dan myosin myosin dibent dibentuk. uk. Formas Formasii the cross-bri cross-bridge dge bersesuaia bersesuaian n dengan lengkung tegangan panjangnya suatu serabut otot di dalam Gambar 3, di mana Lmax mewakili; menunjukkan panjangnya di mana tegangan yang terbesar dihasilkan. Grafik ini mewakili; menunjukkan serabut otot hanya in vitro (karena tubuh). Otot di dalam tubuh itu dibatasi oleh tulang dan jaringan ikat dari peregangan di luar Lmax.
Ahli Ahli angkat angkat besi besi menggu menggunak nakan an hubung hubungan an tegang tegangan an panjang panjangnya nya.. OtotOtot-oto otott mereka meningkat di dalam ukuran oleh karena keberadaan dari angka-angka yang lebih
( Laporan Fisika)
Page 4
besar dari myofibril-miofibril. Karena myofi-brils terdiri atas aktin dan myosin, otot-otot dari dari ahli ahli angk angkat at besi besi memp mempun unya yaii lebi lebih h cont contra ract ctil ile e prot protei einn-pr prot otei ein n untu untuk k sali saling ng berhub berhubung ungan an satu satu sama sama lain. lain. Lebih Lebih banyak banyak tariktarik-men menari arik k dan memben membentuk tuk selama selama kontraksi otot, dan oleh karena itu lebih banyak kekuatan dihasilkan di dalam otot. Diskusikan sinergi. Kebanyakan otot-otot mempunyai suatu tindakan primer dan sekunder. Konsep ini dapat digambarkan oleh contoh yang berikut. Pernahkah Anda mencatat bahwa ketika Anda Anda memuta memutarr suatu suatu sekrup sekrup dengan dengan suatu suatu obeng, obeng,yan yang g lebih lebih keras keras anda anda berjua berjuang ng semakin banyak sering kali obeng mengeluarkan dengan cepat alur di sekrup. Hal ini terjadi terjadi karena otot bisep melayani melayani dua fungsi; itu terutama terutama melenturkan melenturkan lengan tangan tangan dan secondarily supinates lengan tangan (putaran lengan tangan dari sisi telapak tangan hingga menuju ke atas tatapan sisi telapak tangan). Biomek Biomekani anika ka adalah adalah studi studi dari dari tubuh tubuh dalam dalam kaitan kaitan dengan dengan menggu menggunak nakan an istilah, istilah,pengun pengungkitgkit-pengun pengungkit, gkit, dan friksi, friksi, menggunaka menggunakan n prinsip-pr prinsip-prinsip insip dari ilmu ilmu fisika fisika Newt Newton onia ian n untu untuk k menel menelit itii gera geraka kan n manu manusi sia. a. Suat Suatu u cara cara yang yang seder sederha hana na untu untuk k menjel menjelask askan an biomek biomekani anika ka sebab sebab ini berhub berhubung ungan an dengan dengan otot otot bisep bisep ada bersam bersama a penyamaan momen gaya yang berikut 2. M x MA = R MxMA = RxRA
di mana mana M adal adalah ah wakt waktu u keku kekuat atan an atau atau tena tenang nga a puta putara ran n yang yang diper diperlu luka kan n untu untuk k menggerakkan berat/badan, MA (lengan tangan gerakan) adalah jarak yang tegak lurus dari garis aksi kekuatan otot kepada sumbu rotasi, R adalah berat/beban untuk diangkat, dan RA adalah jarak yang tegak lurus dari sambungan ke berat/beban. MA, RA, dan R dengan mudah diperoleh; oleh karena itu, M yang diperlukan untuk mengangkat atau menggerakkan beban melalui cakupan gerakan dapat dihitung.
( Laporan Fisika)
Page 5
Ketika lengan bawah milik lengan dilenturkan pada sudut 45° keduanya MA dan RA berkurang, sedangkan R tinggal yang sama. Penyisipan tetap tepat sama jarak dari sambungan, tetapi MA berubah. MA mengubah karena MA ditentukan oleh jarak yang tegak lurus dari garis aksi kekuatan otot kepada sambungan. RA berubah juga, karena RA adalah jarak yang tegak lurus dari sambungan ke berat/beban. Di sudut yang baru, lengan tangan mempunyai suatu keuntungan yang mekanis. Biomekanika digunakan di dalam mesin-mesin hambat yang dapat diatur. Mengapa akan menjadi itu satu keuntungan untuk memiliki penyisipan otot lebih jauh dari padanya berhubungan sambungan? Adal Adalah ah muda mudah h untu untuk k meli melihat hat dari dari peny penyam amaa aan n mome momenn-gay gaya a bahw bahwa a satu satu keuntungan untuk memiliki suatu penyisipan otot lebih jauh dari padanya berhubungan sambungan. Pria pada umumnya mempunyai penyisipan-penyisipan otot yang bersifat lebih jauh dari titik perputaran; ini adalah salah satu dari banyak pertimbangan mengapa orang pada umumnya lebih kuat dari wanita-wanita. Ada kedua-duanya keuntungan-keuntungan mekanis dan fisiologis melibatkan di dalam kontraksi otot dan tegangan maksimum dihasilkan. Konsep tegangan panjangnya yang yang tegang tegangan an yang yang maksim maksimum um yang yang dihasi dihasilka lkan n oleh oleh otot otot terja terjadi di pada berist beristira irahat hat panjangnya ketika ada sebanyak-banyaknya filamen antara myosin dan aktin. 1.6 1.6 Pros Prosed edur ur 1.6.1 Pengukuran Pengukuran dari bobot pada otot otot bisep bisep
1. Dengan bantuan dari suatu busur derajad dengan sudut-sudut dari 00, 20 0, 45 0, 60 0, dan 900 seperti yang ditunjukkan pada gambar 7. 2. Taksir Taksir bobot bobot maksim maksimum um
pada pada masingmasing-mas masing ing sudutsudut-sud sudut ut yang ditet ditetapk apkan an pada
tahap satu. Tempatkan suatu berat/beban lebih kecil disbanding maksimum yang diperkirakan di dalam tangan kanan. 3. Tambah Tambahkan kan berat/be berat/beban ban perlahan perlahan-la -lahan han sampai sampai lengan lengan tidak bisa lagi menahan menahan berat/beban lalu catat bobot maksimum. 4. Buat Buatllah graf grafiik 1.6. 1.6.2 2
Meng Menghi hitu tung ng gay gaya a tegan tegang g pada pada oto otott
1. Ukur Ukur panjang panjang lenga lengan n bawah bawah (RA) (RA) kiri kiri dan kanan kanan..
( Laporan Fisika)
Page 6
2. Ukur panja panjangnya ngnya lengan lengan bawah bawah yang yang benar benar di sumbu-x sumbu-x dari dari grafik grafik 2 3. Ukur Ukur panjangn panjangnya ya dari siku siku dengan tujuan tujuan untuk untuk penyisip penyisipan an bisep bisep di sumbu-x sumbu-x dari grafik 2 4. Lakuka Lakukan n berulang berulang pada langka langkah h 1-3 dengan dengan sudut sudut yang berbedaberbeda-bed beda a lalu catat catat jarak RA dan MA pada table 2.
1.7 Hasil Hasil disku diskusi si Tabel 1 Berat beban maksimum pada tangan kanan dan kiri dengan sudut be rbeda
Sudut
Berat Beban Pada
Berat Beban Pada
0° 20° 45° 60° 90°
Tangan Kanan 5 kg 5 kg 5 kg 5 kg 5 kg
Tangan Kiri 5 kg 5 kg 5 kg 3.5 kg 5 kg
( Laporan Fisika)
Page 7
6
5
4
Berat Beban Pada Tangan Kanan
3
Berat Beban Pada Tangan Kiri
2
1
0 0
50
100
1) Otot bisep bisep dapat dapat memega memegang ng berat/beb berat/beban an terbesar terbesar pada pada sudut sudut 90°. 90°. 2) Tubuh berada pada kondisi kondisi keuntu keuntungan ngan mekanik mekanik adalah adalah pada pada sudut sudut 90°. 90°. 3) Tubuh pada suatu suatu keuntung keuntungan an tegangan tegangan panjang panjangnya nya adalah adalah pada sudut 0°. 0°.
Untuk Lengan Kanan (Laki-laki) Angle 10° 20° 45° 60° 90° 120°
Beban Max ( Newton ) 70 70 70 50 50 50
Jarak RA ( cm ) 35,45 33,82 25,45 18 0 -
Jarak MA ( cm ) 5 5 5 5 5 5
Besar Gaya Otot Bisep (N) 496,3 473,48 356,3 180 0 -
RINCIAN •
RA = 36 X COS 10 = 35,45
M = 70 X 35,45 / 5 = 496,3
RA = 36 X COS 20 =33,82
M = 70 X 33,82 /5 = 473,48
RA = 36 X COS 45 =25,45
M = 70 X 25,45 / 5 = 356,3
RA = 36 X COS 60 =18
M = 50 X 18 / 5 = 180
RA = 36 X COS 90 =0
M = 50 X 0 /5 = 0
( Laporan Fisika)
Page 8
Untuk Lengan Kiri (Laki-laki) Angle 10° 20° 45° 60° 90° 120°
Beban Max ( Newton ) 70 50 50 50 50 50
Jarak RA ( cm ) 33,48 31,94 24,04 17 0 -
Jarak MA ( cm ) 5 5 5 5 5 5
Besar Gaya Otot Bisep (N) 468,72 319,4 240,4 170 0 -
RINCIAN •
RA = 34 X COS 10 =33,48
M = 70 X 33,48 / 5 = 468,72
RA = 34 X COS 20 =31,94
M = 50 X 31,94 / 5 = 319,4
RA = 34 X COS 45 =24,04
M = 50 X 24,04 / 5 = 240,4
RA = 34 X COS 60 =17
M = 50 X 17 /5 = 170
RA = 34 X COS 90 =0
M = 50 X 0 /5 = 0
Untuk Lengan Kanan (Perempuan) Angle 10° 20° 45° 60° 90° 120°
Beban Max ( Newton ) 50 50 50 35 35 35
Jarak RA (cm ) 30,5 29,13 21,92 15,5 0 -
Jarak MA (cm) 3 3 3 3 3 3
Besar Gaya otot bisep (N) 508,3 485,5 365,3 180,83 0 -
Rincian sda
Untuk Lengan Kiri (Perempuan) Angle 10° 20°
( Laporan Fisika)
Beban Max ( Newton ) 25 25
Jarak RA (cm ) 33,48 31,95
Jarak MA (cm) 3 3
Besar Gaya otot bisep (N) 279 266,25
Page 9
45° 60° 90° 120°
25 25 25 25
24,04 17 0 -
3 3 3 3
200,3 141,67 0 -
Rincian sda •
Pada percobaan biomekanika biomekanika otot bisep bisep ini, tangan kanan mampu mampu mengangkat mengangkat beban lebih besar dibandingkan dengan tangan kiri . Tangan kanan telah terbiasa melakukan aktivitas aktivitas dan intensita intensitasnya snya lebih lebih sering sering dibandingk dibandingkan an tangan tangan kiri , ini menyebabkan menyebabkan terjadinya hipertrofi pada jaringan otot tangan kanan yang menimbulkan kontraksi yang lebih besar pula . Hal ini berlaku bukan karena tangan kanan tetapi karena intensitas aktivitas yang lebih sering , sama halnya dengan orang yang kidal yang memakai tangan kiriny kirinya a yang yang lebih lebih sering sering inten intensit sitasn asnya ya diband dibanding ingkan kan dengan dengan tangan tangan kanan kanan yang yang menyebabkan hipertrofi pada jaringan otot kiri
•
Faktor Faktor sudut juga mempengaruhi mempengaruhi kekuatan kekuatan otot tangan dalam mengangkat mengangkat beban . Sema Semaki kin n besa besarr sudu sudutt sema semaki kin n keci kecill gaya gaya yang yang dipe diperl rluk ukan an oleh oleh otot otot tang tangan an , ini ini menunj menunjuka ukan n bahwa bahwa semaki semakin n besar besar sudut sudut semaki semakin n mudah mudah pula pula untuk untuk menga mengangk ngkat at beban .
1.8 Kesimp Kesimpul ulan an •
Semakin sering intensitas aktivitas dari otot dan semakin besar sudut maka semakin besar pula kekuatan kontraksi untuk mengangkat beban.
•
Semakin besar ketegangan yang dibentuk oleh serat yang berkontraksi, semakin kuat kontraksi otot keseluruhan
( Laporan Fisika)
Page 10
Daftar Pustaka •
Buku Penuntun Penuntun Praktikum Praktikum Mahasiswa Mahasiswa Blok Muskuloske Muskuloskeletal letal . 2010. Jakarta: Fakultas Fakultas Kedokteran Universitas Yarsi.
•
Sherwood, Lauralee. 2004. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem edisi 2 . Jakarta: EGC.
•
Ganong, WF. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 22 . Jakarta: EGC.
•
Guyton, H., 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.
( Laporan Fisika)
Page 11
