Biomekanika Dalam Terapan Ilmu Olahraga

Pengertian Biomekanika Olahraga adalah ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip mekanika terhadap struktur tubuh manusia pada saat melakukan olahraga. Biomekanika merupakan kombinasi antara disiplin ilmu mekanika terapan (salah satu cabang ilmu Fisika) dengan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi, yang menyangkut tubuh manusia dan hampir semua tubuh mahluk hidup.

Rangkuman Biomekanika Olahraga

Biomekanika Olahraga Penting untuk :

Pemilihan teknik
Memodifikasi teknik
Mengamati kesalahan dan mengeidentifikasi kesalahan.

Fungsi Biomekanika Olahraga

Pengetahuan mekanika performance lebih baik.
Prinsip mekanika merupakan aturan dasar yang mengatur aksi atlet. Contoh : peloncat indah (gaya gravitasi) pegulat (Keseimbangan).
Dipakai juga dalam memperbaiki efisiensi peralatan olahraga. Contoh : sepatu, peralatan keselamatan dalam olahraga

Massa Berat dan Inersia

1. Berat

Berat tubuh menunjukkan besarnya tarikan gaya gravitasi pada tubuh dan sebaliknya tarikan tubuh terhadap permukaan bumi.
Bumi menarik tubuh ke bawah, begitu pula tubuh menarik bumi ke atas .
Berat adalah jumlah unsur suatu obyek yang dipengaruhi gaya tarik bumi/gravitasi.

2. Massa

Massa adalah jumlah unsur suatu obyek. Jika benda mempunyai massa maka dapat menarik benda lain yang memiliki massa

Hubungan Berat dan Massa

Gaya gravitasi bumi semakin dekat intinya semakin besar. Contoh: atlet yang berada di equator sedikit lebih ringan dibanding di kutub.
Massa tubuh tetap konstan tetapi berat tubuhnya bisa berubah-ubah.

Inersia

Inersia (kelembaman) berarti tahanan yang menghambat atau mengubah gerak suatu benda. Inersia menggambarkan kecenderungan suatu benda untuk terus melakukan apa saja yang sedang dilakukan.

Hukum NEWTON I (Inertia = kelembaman)

benda bersifat mempertahankan keadaan
semua benda/ obyek akan bergerak bila ada gaya (force) yang mengakibatkan pergerakan

Hubungan Massa dan Inersia

Semakin besar massa dan berat tubuh atlet semakin besar tahanan yang menghambat gerakannya. Inersia dianggap lawan pada saat mulai bergerak dan menjadi kawan pada saat bergerak. Hal ini terjadi juga pada gerakan rotasi. Contoh : golf club ketika diayunkan.

Speed, Percepatan (Acceleration) dan Velocity

Contoh: Seorang pelari lari 100 m dalam waktu 10 detik dapat disimpulkan kecepatan (speed) rata-rata 35 km/jam

Percepatan beraturan (uniform acceleration) dan deselerasi beraturan (uniform deceleration) tdk sering terjadi pada olah raga. Contoh : loncat indah dan senam

Velocity berarti menggambarkan speed dan arah. (direction). Contoh : 20 mph arah selatan.

Titik Berat Badan (Center of Gravity), Keseimbangan dan Stabilitas

Tubuh manusia terdiri dari substansi yang berbeda seperti tulang, otot, lemak dsb. Gaya tarik bumi akan menarik atlet pada titik berat tubuh.

Bumi akan menarik massa tubuh yang lebih berat. Ini berarti titik berat atlet tidak tidak selalu sama dari berbagai permukaan tubuh atlet.

1. Mencari lokasi titik berat badan

Pada posisi anatomis terletak di sekitar 1 inch dari pusar. Pada wanita sedikit lebih rendah.

2. Memindahkan titik berat badan

Jika atlet bergerak kemudian menggerakkan tungkainya ke depan satu langkah, maka titik berat akan berpindah ke arah yg sama.
Bila menggerakkan lengan dan tungkai maka perpindahan akan lebih jauh karena massanya juga lebih besar.
Jadi perpindahan titik berat bergantung pada seberapa besar dan jauh massa tubuh yang dipindahkan.

Keseimbangan dan stabilitas

Dua istilah yang hampir sama tapi mempunyai arti yang berbeda.

Keseimbangan berkaitan dengan koordinasi dan kontrol. Lawan yang dihadapi atlet ketika mencoba mempertahankan keseimbangan adalah gaya eksternal ( gravitasi, gesekan, tahanan udara, gaya lawan)

Stabilitas berkaitan dengan seberapa besar tahanan yang diciptakan untuk melawan gangguan terhadap keseimbangan. Semakin stabil atlet semakin besar tahanan yang diciptakan untuk mengatasi gaya yang mengganggunya.

Faktor-faktor yang menentukan stabilitas

Stabilitas meningkat bila ukuran bidang tumpuan diperluas
Stabilitas meningkat bila garis gravitasinya jatuh di dalam bidang tumpuannya.
Stabilitas meningkat bila titik berat badannya direndahkan.
Stabilitas meningkat bila bidang tumpuannya diperluas searah datangnya gaya.
Stabilitas meningkat bila garis gravitasinya dipindahkan ke arah datangnya gaya.
Stabilitas berbading lurus dg massa tubuh.

Gaya

Bila atlet menampilkan suatu ketrampilan maka atlet menciptakan gaya internal dalam tubuhnya dengan menkontraksikan otot-ototnya. Gaya (force) yang diciptakan atlet ditujukan untuk melawan gaya eksternal yang diciptakan gravitasi, gaya reaksi dari tanah, dan juga kekuatan dorongan dari lawan.

Gerak Atlet

1. Gerak linier (translasi). Menggambarkan situasi dimana seluruh bagian benda bergerak dengan jarak, arah dan waktu yang sama. Contoh atlet sepatu roda.

2. Gerak anguler (gerak rotasi, spin, salto dan twist). Menunjukkan seorang sedang berputar beberapa derajat. Untuk menciptakan gerak anguler maka gerakan harus terjadi di sekitar poros yaitu pada seluruh persendian yang ada.

3. Gerak kombinasi. Contoh pada lari sprint. Pada lari sprint terlihat naik turunnya tubuh atlet dari satu langkah ke langkah yang lain. Sebagian linier dan sebagian lagi anguler.

4. Gerak proyektil. Seringkali atlet dan alat olahraga di proyeksikan (bergerak melayang di udara) yang selanjutnya disebut proyektil. Proyektil bisa berupa bola, lembing, pelompat atau pesenam. Beberapa faktor yang mempengaruhi sifat jalur melayangnya: sudut, kecepatan dan ketinggian saat lepas.

Gaya sentripetal dan sentrifugal, Momen Inersia

Gaya Sentrifugal dan sentripetal

Benda yang mengalami gerak rotasi pada porosnya juga tunduk terhadap gaya linier. Gaya sentripetal mencegah benda benda yang berputar untuk meninggalkan jalur lingkarannya yaitu bila rotasi terjadi pada poros diam dan arah gayanya selalu mengarah ke pusat rotasi.

Menurut hukum Newton III terdapat gaya yang besarnya sama dan berlawanan arah yang diciptakan sebagai reaksi dari gaya sentripetal. Gaya ini disebut sebagai gaya sentrifugal.

Momen inersia

Adanya kecenderungan seluruh benda atau atlet yang pada awalnya menghambat rotasi dan selanjutnya ingin melanjutkan rotasi. Faktor yang menentukan seberapa besar inersia yang dimiliki benda berputar, adalah:

Massa benda

Semakin besar massa semakin besar tahanan yg menghambat rotasi selain itu semakin besar massa semakin besar keinginan benda untuk bergerak.

Distribusi massa

Semakin terdistribusi ke porosnya maka momen inersianya lebih besar. Contoh Club golf

Momentum linier

Momentum menunjukkan kualitas gerak yang terjadi. Peningkatan pada massa dan kecepatan atlet atau keduanya maka momentumnya meningkat. Tidak semua Cabang olah raga memerlukan momentum yang maksimal, beberapa memerlukan momentum yang harus dikontrol. Contoh : passing pendek pada sepak bola.

Impuls

Ketika atlet memberikan sejumlah gaya terhadap sebuah benda selama waktu tertentu, maka dapat dikatakan bahwa atlet telah memberikan impuls terhadap benda tersebut. Seberapa besar gaya dan waktu dikombinasikan ditentukan oleh kemampuan fisik atlet.

Usaha (work)

Artinya berarti sebuah gaya telah diberikan untuk melawan tahanan dalam jarak tertentu. Usaha = gaya X jarak.

Daya (power)

Sejumlah besar usaha mekanis yg dilakukan selama selang waktu tertentu. Contoh Atlet A mengangkat beban waktunya 2 detik. Atlet B waktunya 1 detik. Maka atlet B mempunyai daya (power) lebih kuat.

Energi

Di dalamnya termasuk 1) Energi Kinetik; 2) Energi Potensial; 3) Energi Regang

Sumber: Hamidie Ronald, M.Pd, AIFO. Biomekanika Olahraga, UPI Bandung

Biomekanika Dalam Terapan Ilmu Olahraga