A.Pengertian Biomekanika
Mekanika adalah salah satu cabang ilmu dari bidang ilmu fisika yang
mempelajari gerakan dan perubahan bentuk suatu materi yang diakibatkan
oleh gangguan mekanik yang disebut gaya. Mekanika adalah cabang ilmu
yang tertua dari semua cabang ilmu dalam fisika. Tersebutlah nama-nama
seperti Archimides (287-212 SM), Galileo Galilei (1564-1642), dan Issac
Newton (1642-1727) yang merupakan peletak dasar bidang ilmu ini. Galileo
adalah peletak dasar analisa dan eksperimen dalam ilmu dinamika.
Sedangkan Newton merangkum gejala-gejala dalam dinamika dalam
hukum-hukum gerak dan gravitasi.
Mekanika teknik atau disebut juga denagn mekanika terapan adalah ilmu
yang mempelajari peneraapan dari prinsip-prinpsip mekanika. Mekanika
terapan mempelajari analisis dan disain dari sistem mekanik.
Biomekanika didefinisikan sebagai bidang ilmu aplikasi mekanika pada
system biologi. Biomekanika merupakan kombinasi antara disiplin ilmu
mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Biomekanika
menyangkut tubuh manusia dan hampir semua tubuh mahluk hidup. Dalam
biomekanika prinsip-prinsip mekanika dipakai dalam penyusunan konsep,
analisis, disain dan pengembangan peralatan dan sistem dalam biologi dan
kedoteran.
B. Tujuan Biomekanika
Tujuan mempelajari biomekanika dalam penerapan ilmu olahraga adalah :
- Mengetahui konsep ilmiah dasar yang diaplikasikan dalam bentuk gerak manusia.
- Memahami suatu bentuk/model gerak dasar dalam olahraga sehingga mampu mengembangkannya dengan baik.
- Mampu memahami perkembangan gerak dasar.
- Mampu menerapkan suatu bentuk yang sesuai dengan karakteristik fisik seseorang dalam berolahraga, dengan baik dan benar
C. Fungsi Biomekanika Terhadap Guru Pendidikan Jasmani dan Pelatih Olahraga
Biomekanika erat kaitanya dengan ilmu keolahragaan sehingga,
biomekanika memiliki fungsi penting bagi guru pendidikan jasmani dan
pelatih olahraga, dalam hal ini fungsi dan kegunaan biomekanika bagi
guru pendidikan jasmani dan pelatih olahraga menurut Arma Abdulah ( 1994
: 202 ) dijelaskan bahwa; (1) pemahaman biomekanika akan menghasilkan
peningkatan pengetahuan tentang kerumitan fungsi anatomis – fisiologi –
dan mekanika dari tubuh manusia dan akan membantu meniadakan kesalahan
yang dilakukan guru dalam proses belajar mengajar keterampilan, sehingga
dapat meningkatkan perkembangan unjuk kerja keterampilan khusus lebih
cepat dan sempurna; (2) pengetahuan biomekanika juga penting bagi atlet
karena ia akan menyadari kekeliruan untuk mencoba meniru gaya atlet lain
karena gaya tersebut memberikan keberhasilan bagi atlet tersebut,
sehingga atlet harus mengembangkan gayanya sendiri, sebab pada umumnya
tidak ada dua manusia yang sama dalam karakteristik jasmani, seperti
kekuatan otot, kelentukan, tipe tubuh dan begitupula karakteristik
psikologis. Dengan demikian pada penyampaian yang kedua dapat gigunakan
oleh para pelatih olahraga untuk mengenal karakteristik dan kemampuan
atlet, sehingga memiliki cara untuk mengembangkan kemampuan dan prestasi
atlet.
Secara garis besar fungsi dan kegunaan biomekanika pada guru pendidikan jasmani maupun pelatih olahraga, yakni;
- Memberikan dasar ilmu pengetahuan untuk mengambil keputusan berkenaan dengan keterampilan dan gerak dasar pada olahraga.
- Sebagai dasar untuk memperoleh jawaban tentang masalah dalam unjuk kerja ( Praktek ) olahraga.
- Pirinsip serta asasnya dipakai dalam meberikan assasment dan koreksi
terhadap unjuk kerja yang dilakukan oleh peserta didik / atlet.
- Mampu dalam mengembangkan gerak dasar olahraga yang lebih efisien dan manfaat guna.
D. Asas Dan Prinsip Biomekanika
Pada pembahasan dasar – dasar asas dan prinsip biomekanika, hayan
didiskusikan aspek – aspek dalam pendidikan jasmani yang berkenaan
dengan biomekanik. Sedangkan pengkajian sejara mendalam akan dipelajari
dalam mata kuliah tersendiri.
Pada asas dan prinsip biomekanika ini, dipelajari tentang
penggolongan gerak manusia. Menurut Broer, penggolongan tugas gerak
manusia terbagia atas; (1) tugas menggantung; (2) tugas mendukung; (3)
tugas berkaitan dengan gerak tubuh atau objek; (4) tugas berkenaan
dengan tenaga. Salah satu nilai dari penggolongan gerak adalah untuk
memahami hubungan antara berbagai aktivitas dalam satu kategori
tertentu. Berikut akan dipaparkan mengenai tugas gerak manusia; 1) Tugas
Menggantung Menurut Arma Abdoelah ( 1994 : 203 ) Tugas menggantung
memainkan pran yang menonjol dalam evolusi kehidupan manusia. Kebanyakan
tugas menggantung berhubungan dengan aktivitas dengan beberapa jenis
cara bergantung dengan sepotong besi. Aktifitas menggantung yang umum
dijumpai pada senam, aktivitas kesegaran jasmani, permainan anak yang
menggunakan alat bergantung. Karena tubuh biasanya bergatung bebas gaya
tarik bumi bekerja tidak berlawanan dengan aktifitas bergantung.
Beberapa asas biomekanik terlibat dalam berbagai macam aktivitas
menggantung dengan berayun. Contoh yang paling mudah dipahami adalah
asas pada pendulum ( bandul / anak lonceng ) serta gerak melingkar.
Gerakan pada asas berayun dan menggantung dapat dijumpai pada aktivitas
olahraga senam pada palang tunggal dan palang sejajar. Pada dasarnya,
gerak pendulum atau bandul dikontrol oleh daya tarik bumi. Bila pendulum
berayun, gerak keatas bergantung pada momentum yang dihimpun pada waktu
gerakan kebawah. Gerakan berayun keatas dan selama berayun keatas
mengurangi pengaruh gaya tarik bumi dan diperpanjang pada waktu berayun
kebelakang dan kedepan bawah. Keseimbangan atau stabilitas ( balancing )
digunakan dalam pelaksanaan asas mekanika. Keseimbangan tubuh dapat
dibagi menjadi 3 jenis, yakni; keseimbangan stabil, keseimbangan labil,
keseimbangan normal.
Keseimbangan stabil terjadi bilamana :
- Kontak dengan dasar/permukaan pijakan luas;
- Pusat gravitasi terletak redah dan garis pusat gravitasi terletak didalam benda;
- Pusat gravitasinya naik jika diberi gaya;
- Munculnya gaya pemulih yang menyebabkan kembali ke posisi semula;
- Tenaga potensial bertambah.
Keseimbangan labil terjadi bilamana; (1) pusat gravitasinya turun
bilamana diberi gaya; (2) posisi benda akan mengalami perubahan; (3)
tenaga potensial berkurang; (4) garis pusat gravitasi jatuh diluas garis
penyokong, dan dasar penyokong terlalu kecil.
Keseimbangan tubuh yang labil terjadi bila mana kita mengangkat
salahsatu kaki dalam gerakan olaharaga atau pada gerakan penguluran.
Saat salah satu kaki diangkat maka luas garis penyokong lebih kecil
sehingga akan terjadi keseimbangan yang labil.
Keseimbangan normal terjadi bilamana; pusat grafitasinya tidak berubah apabila diberi gaya; tenaga potensial bermabah
Disisi lain keseimbangan tubuh tercapai dan meningkat bila: (1) Letak
pusat gravitasi direndahkan, spt posisi duduk atau berbaring. (2)
Peningkatan luas permukaan penyangga, spt posisi tidur, posisi duduk,
berjalan dengan telapak kaki. Dan berkurang bila: (1) Menaikkan pusat
gravitasi, dgn cara angkat tangan ke atas, menjunjung barang di atas
kepala; (2) Mengurangi dasar permukaan penyangga, seperti berjalan
menjinjit atau berjalan dengan satu kaki, atau keaadaan pada saat
berlari cepat, dengan menggunakan ujung kaki sebagai tumpuan. 3) Tugas
Berkenaan Dengan Gerak Tubuh Atau Objek
Penggolongan tugas gerak ke-tiga menurut Broer ini berkenaan dengan
tenaga yang timbul dalam tubuh ( syaraf, otot, atau kerangka ) untuk
menggerakan tubuh atau bagian tubuh atau objek di luar tubuh. Tenaga
yang diberikan oleh otot bekerja sama dengan sejumlah pengungkit yang
deibentuk oleh persendian tubuh manusia. Asas –asas yang berhubungan
dengan masalah tenaga ini termasuk diantaranya Hukum Gerak Newton, yang
terdiri dari; (1) Hukum inersia; (2) Hukum percepatan; (3) Hukum aksi
sama dengan reaksi. Secara lebih detail mengenai prinsip hukum tersebut
dijelaskan dalam penjelasan berikut;
Hukum Inersia, Hukum inersia merupakan hukum pertama Newton,
menyatakan bahwa sebuah benda tetap dalam keaadaan diam atau gerak
teratur dalam satu garis lurus, sekiranya tidak dipengaruhi oleh tenaga
luar yang cukup untuk mengubah keaadaan semula. Sedangkan Aristoteles
menyatakan bahwa kekuatan konstan diperlukan untuk menjaga sesuatu tetap
bergerak. Hukum NEWTON I (Inertia = kelembaman) dapat disimpulkan
bahwa; (1) benda bersifat mempertahankan keadaan; (2) semua benda/ obyek
akan bergerak bila ada gaya (force) yang mengakibatkan pergerakan.
Hukum Akselerasi, hukum akselerasi merupakan hukim kedua Newton.
Menyatakan bahwa benda digerakan oleh suatu tenaga, momentumnya ( m x a )
adalah proporsional atau sebanding dan satu arah dengan tenaga dan
berbanding terbalik dengan berat ( mass / m ) benda. Sebagai contoh
perbedaan antara jalan dan lari pada dasarnya disebabkan perbedaan
jumlah tenaga yang digunakan oleh otot untuk mendorong tubuh kedepan.
Begitu pula, bola golf yang berhenti diatas rumput dipukul dengan
tongkat golf, ia akan bergerak searah dengan gaya yang diberikan.
Semakin besar gaya yang diberikan maka akan semakin besar akselerasi dan
kecepatan nya. Semua gerak adalah hasil dari tenaga atau gaya tarik /
gravitasi atau kedua duanya., dan deselerasi ( perlambatan ) adalah
hasil dari gesekan atau gravitas. Jadi kombinasi dari tenaga – tenaga
luar seperti halnya tahanan udara, gravitas, dan gesekan dengan rumput,
menghambat gerak bola golf sehingga menghasilkan deselerasi (
perlambatan ) dan pada akhirnya berhenti.
Hukum aksi reaksi, hukum ini merupakan hukum ketiga Newton yang
menyatakan setiap ada aksi maka aka nada reaksi, yang arahnya
berlawanan. Contoh yang dapat dilihat dalam olahraga adalah prinsip pada
gerakan renang dan dayung, yakni gerakan dayungan renang arah belakang,
maka akan menyebabkan dorongan yang besarnya sama kearah depan.
Dalam tugas yang berkenaan dengan gerak tubuh dan objek ini juga
mempelajari prinsip kerja pengungkit yang diaplikasikan dalam gerak
pengumpil dan sendi pada manusia, macam pengungkit terdiri dari tiga
jenis, yakni pengungkit jenis I, II, dan II, masing masing dijabarkan
sebagai berikut; Pengungkit Jenis I, yakni Titik tumpuan terletak di
antara gaya berat
dan gaya otot (M). contoh dalam gerak manusia adalah pada posisi diam/ tegak.
Pengungkit Jenis II, Gaya berat
di antara titik tumpuan dan gaya otot (M), contoh dalam gerak manusia adalah pada posisi jinjit
Pengungkit Jenis III, Gaya otot (M) di antara titik tumpuan dan gaya
berat (W), Contoh: Posisi tangan mengangkat beban. Keuntungan Mekanis,
“Perbandingan antara gaya otot (M) dan gaya berat (W)”
Serta, 4) Tugas Berkenaan Dengan Tenaga. Dalam banyak aktivitas
olahraga, tubuh menerima satu tenaga dari satu objek seperti sebuah bola
atau meberhentikan tubuh seperti mendarat dilantai pada senam pada
palang tunggal.
E. Teknik Analisis Biomekanika
Biomekanik akan lebih efektif bila asas dan hukum mekanika dapat
didemonstrasikan dan dipelajari dalam laboratorium. Tekinik analisis
biomekanik dapat diterangkan melalui penjabaran sebagai berikut;
- Sinematografi
- Teknik-teknik sinematografi menjadi sangat esensial untuk proses
mengajar ,melatih dan untuk penelitian. Namun Taylor menyatakan bahwa
banyak film dibuat bukan untuk tujuan penelitian (1971:51). Meningkatnya
penggunaan fotoografi untuk mengumpulkan, menganalisis dan menilai data
gerak, sedikit demi sedikit mengambil alih teknik observasi
konvensional, sebab apa yang diamati tidak teliti karena hanya sebagian
kecil dari gerk keseluruhan dapat diamati pada satu saat.
- Elektromiografi
Elektromiografi adalah satu metode mempelajari kerja dari otot-otot
tertentu atau kelompok otot. Dengan menggunakan alat pencatat, rangsang
elektris diberikan kepada otot agar otot berkontraksi dapat dicatat
secara grafik, diukur dan dianalisis untuk sejumlah kebutuhan, termasuk
informasi tentang koodinasi, kelelahan dan relaksasi.
- Goniografi
Suatu aspek penting dalam gerak manusia yang berhubungan dengan
system otot – rangka ( musculoskeletal ) adalah berkenaan dengan kerja
pengumpil pada persendian. Teknik gonigrafik digunakan untuk mengukur
posisi dan gerak dari persendian. Alat ini terdiri dari satu mekanisme
engsel dan dua tangan, yang diikatkan pada persendian yang diteliti.