Rangka Otot dan Pesawat Sederhana
Rangka, Otot dan Pesawat Sederhana - Bagi
tubuh, fungsi rangka itu seperti kerangka pada sebuah bangunan. Kerangka
bangunan dapat membuat sebuah bangunan berdiri dengan kokoh.
A. Fungsi Sistem Rangka bagi Tubuh Manusia
Ada empat fungsi utama sistem rangka bagi tubuh kita, yaitu
1.
memberikan bentuk dan mendukung
tubuh kita;
2.
melindungi organ internal atau organ
dalam, misal tulang rusuk melindungi jantung dan paru-paru, tulang tengkorak
melindungi otak;
3.
tempat menempelnya otot yang
merupakan alat gerak aktif yang dapat menggerakkan tulang;
4.
tempat dibentuknya sel darah, yaitu
pada bagian sumsum tulang (jaringan lunak yang terdapat di bagian tengah
tulang).
1. Struktur Tulang
Tulang
pipa bekerja sebagai pengungkit pada tubuh. tulang tersebut ternyata tidak
lurus seperti pipa, melainkan membesar pada bagian ujungujungnya. Bagian yang
membesar tersebut dinamakan epifisis. Bagian tulang yang berada di antara
epifisis dinamakan diafisis. Pada bagian epifisis berbentuk bulat serta
terdapat titik-titik kasar pada bagian ujung, terdapat lekukan, tonjolan, dan
lubang. Masing-masing bagian ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Lekukan
dan tonjolan berfungsi sebagai tempat menempelnya otot. Lubang berfungsi
sebagai tempat keluar masuknya pembuluh-pembuluh darah dan saraf. Antara
diafisis dan epifisis terdapat cakra epifisis, yang terdiri atas tulang rawan
dan mengandung osteoblast (calon osteosit). Cakra epifisis inilah yang berperan
dalam proses bertambah panjangnya tulang pipa.
Permukaan
tulang yang panjang ditutup membran yang menempel dengan kuat, yang disebut
periosteum. Pembuluh-pembuluhdarah kecil pada periosteum membawa zat-zat
makanan ke dalam tulang. Membran ini penting dalam pertumbuhan dan perbaikan
tulang.
Pada
bagian bawah periosteum terdapat tulang kompak atau disebut juga tulang keras.
Tulang kompak mengandung sel-sel tulang, pembuluh-pembuluh darah, zat kapur dan
fosfor, serta serabut elastis. Kerasnya tulang disebabkan karena tulang
mengandung zat kapur dan fosfor. Sedangkan serabut-serabut elastis
mempertahankan tulang agar tetap kuat, tidak mudah rapuh atau patah.
Tulang
spons dalam tulang pipa terdapat di daerah ujung tulang. Tulang spons kurang
kompak dan mempunyai banyak ruang-ruang kecil terbuka yang membuat tulang
menjadi ringan. Tulang panjang mempunyai lubang atau saluran yang besar.
Saluran-saluran itu terdapat di tengah tulang panjang dan diisi oleh jaringan
berlemak yang disebut sumsum.
Sumsum merah berada di daerah tulang
panjang bagian ujung di antara tulang spons, sedangkan sumsum kuning berada di
tulang panjang bagian tengah yang sebagian besar berisi
lemak. Pada orang sehat, sumsum
tulang merah menghasilkan sel-sel darah merah dengan kecepatan sampai tiga juta
sel per detik. Sumsum merah juga menghasilkan sel-sel darah putih dengan jumlah
yang lebih sedikit.
Ujung tulang panjang ditutup dengan
suatu lapisan jaringan tebal, lunak dan lentur, yang disebut dengan tulang
rawan (kartilago). Tulang rawan tersusun atas sel-sel yang dikelilingi oleh
matriks protein yang dihasilkan oleh sel-sel tersebut. Selain di ujung-ujung
tulang panjang, tulang rawan juga dapat ditemukan di ujung-ujung tulang rusuk,
dinding saluran pernapasan, hidung, dan telinga.
B. Macam-macam Tulang pada Sistem Rangka Manusia
Bentuk tulang manusia dibedakan
menjadi empat, yaitu tulang panjang, tulang pipih, tulang pendek, dan tulang
tak beraturan. Tulang penyusun sistem rangka manusia terdiri atas 206 tulang
dengan ukuran dan bentuk yang berbeda-beda.
1. Perkembangan Tulang
pada saat masih dalam kandungan
tulang masih berupa tulang rawan. Secara bertahap, tulang rawan digantikan
dengan tulang keras, kecuali tulang telinga, tulang hidung ataupun tulang rawan
penyusun persendian. Tulang-tulang tersebut akan tetap menjadi tulang rawan
sampai manusia menjadi tua. Proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras
disebut dengan penulangan atau osifikasi.
Tulang rawan memiliki rongga yang
terisi oleh osteoblas (sel-sel pembentuk tulang). Selanjutnya, osteoblas akan
membentuk osteosit (sel-sel tulang). Proses osifikasi dimulai dari bagian
tengah tulang rawan dan kemudian meluas ke seluruh arah sesuai dengan
pertumbuhan tulang rawan. Diantara jaringan tulang yang terbentuk terdapat
pembuluh darah. Pembuluh darah ini akan membawa mineral seperti kalsium
sehingga tulang yang terbentuk menjadi keras. Selain mengalami osifikasi,
tulang juga mengalami fusi atau penggabungan. Pada saat masih bayi tulang
berjumlah 300. Seiring bertambahnya usia, tulang kita berjumlah 206.
2. Hubungan Antar tulang
Hubungan antartulang disebut
artikulasi.
1) Hubungan antartulang yang tidak
memungkinkan adanya gerakan yang disebut sinartrosis. Contohnya, hubungan
antartulang pada tengkorak yang dihubungkan oleh jaringan ikat atau sutura.
Pada saat kamu baru lahir terdapat jarak atau ruang antara tulang-tulang
tengkorak, fungsinya memungkinkan otak kita bertambah ukurannya.
2) Hubungan antartulang yang
menimbulkan sedikit gerakan. yang disebut amfiartrosis. Contohnya, hubungan
antartulang pada tulang belakang (vertebra) oleh tulang rawan.
3) Hubungan antartulang yang
memungkinkan gerakan yang disebut diartrosis atau persendian. Persendian inilah
yang memungkinkan kamu dapat menggerakkan pangkal lengan atas, lutut, bahkan
ibu jari tanganmu.
3. Tipe Persendian
1) Sendi peluru/sendi lesung
Sendi ini menghubungkan antara satu
tulang yang mempunyai satu ujung bulat yang masuk ke ujung tulang lain yang
berongga seperti mangkok. Sendi ini dapat membentuk gerakan paling bebas di
antara sendi-sendi lain. Contoh sendi peluru adalah sendi antara tulang pinggul
dengan tulang paha, antara tulang lengan atas dengan tulang belikat.
2) Sendi engsel
Tipe sendi ini mempunyai gerakan
satu arah, ada yang ke depan dan ada yang ke belakang seperti engsel pintu.
Contoh sendi engsel yaitu sendisendi pada siku, lutut, dan jari.
3) Sendi putar
Tipe persendian ini memiliki prinsip
kerja ujung tulang satu yang berfungsi sebagai poros dan ujung tulang yang lain
berbentuk cincin yang dapat berputar pada poros tersebut. Contohnya adalah
persendian yang terdapat di antara tulang tengkorak dengan tulang leher.
Sendi adalah pertemuan antara dua
tulang atau lebih. Sendi tidak mudah terlepas jika digunakan karena pertemuan
antara dua tulang tersebut diikat oleh ligamen. Selain itu, ligamen juga
berfungsi agar sendi kita dapat bergerak dengan fleksibel. Ligamen adalah
jaringan berbentuk pita yang tersusun dari serabut-serabut liat yang mengikat
tulang yang satu dengan tulang yang lain pada sendi. Pada bagian ujung tulang
kita tertutup oleh kartilago. Fungsi kartilago (tulang rawan) ini adalah
menjaga agar tidak terjadi benturan atau gesekan antara tulang yang satu dengan
tulang yang lain yang dihubungkan oleh persendian.
4)
Sendi pelana
Sendi
ini merupakan pertemuan antara dua tulang yang berbentuk seperti pelana. Sendi
ini dapat menggerakkan tulang ke dua arah, yaitu muka belakang dan ke samping.
Contoh sendi ini adalah pada pangkal ibu jarimu.
5)
Sendi geser
Sendi
ini menghubungkan antara dua tulang yang memiliki permukaan yang datar. Prinsip
kerja sendi ini adalah satu bagian tulang bergerak menggeser di atas tulang
lain. Sendi geser juga memungkinkan tulang bergerak ke depan dan ke belakang.
Contoh sendi geser berada pada tulang-tulang pergelangan tangan dan pergelangan
kaki dan di antara tulang belakang.
2. Struktur dan Fungsi Otot pada Manusia
1. Fungsi Otot
Hampir
35 hingga 40 persen massa tubuh adalah jaringan otot. Otot adalah jaringan yang
dapat berkontraksi (mengkerut) dan relaksasi (mengendur). Pada saat
berkontraksi
otot
menjadi lebih pendek, dan pada saat berelaksasi otot menjadi lebih panjang.
Proses kontraksi ini mengakibatkan bagian-bagian tubuhmu bergerak. Pada
kontraksi ini diperlukan energi. Pada saat melakukan kontraksi, otot akan
memadat dan memendek, sehingga pada saat diukur diameter otot akan lebih besar.
Sebaliknya, pada saat otot dalam keadaan relaksasi, otot akan memanjang,
sehingga pada saat diukur diameter otot akan lebih kecil.
Otot
yang bekerja di bawah kesadaran adalah otot yang kerjanya dikendalikan secara
sadar, artinya kamu dapat mengendalikan apakah harus atau tidak menggerakkan otot-otot
tersebut.
Otot
yang bekerja di luar kesadaran adalah otot yang tidak dapat kamu kendalikan
secara sadar. Prinsip kerja otot ini tidak dapat dikendalikan, artinya kamu
tidak dapat mengendalikan apakah menggerakkan atau tidak menggerakkan otot-otot
tersebut. Otot-otot tersebut bekerja sepanjang hari, sepanjang hidup di luar
kesadaran. Contoh dari aktivitas otot ini antara lain aktivitas jantung untuk
selalu memompa darah ke seluruh tubuh.
2. Tiga Jenis Jaringan Otot
Ketiga
otot tersebut mempunyai struktur yang berbeda, sehingga dikelompokkan dalam
jaringan otot yang berbeda pula. Ada tiga jenis jaringan otot di dalam tubuhmu,
yaitu otot rangka, otot polos, dan otot jantung.
1)
Otot Rangka
Otot
Rangka adalah otot yang paling banyak di dalam tubuh. Jika diamati di bawah
mikroskop, sel-sel otot rangka terlihat bergaris-garis melintang, sehingga otot
ini juga disebut dengan otot lurik. Otot rangka melekat pada tulang dengan
perantaraan tendon. Tendon adalah pita tebal, berserabut, dan liat yang
melekatkan otot pada tulang. Otot rangka cenderung cepat berkontraksi dan cepat
lelah.
2)
Otot Polos
Otot
polos terdapat pada dinding organ dalam seperti lambung usus halus, rahim,
kantung empedu, dan pembuluh darah. Otot polos berkontraksi dan berelaksasi
dengan lambat. Otot ini berbentuk gelendong dan memiliki sebuah inti pada tiap
selnya.
3)
Otot Jantung
Otot
jantung hanya ditemukan di jantung. Otot jantung juga tergolong otot tidak
sadar. Otot jantung mempunyai garis-garis seperti otot rangka namun, otot
jantung mirip otot polos karena tergolong otot tidak sadar. Otot jantung
berkontraksi sekitar 70 kali per menit sepanjang hari selama hidupmu.
Otot jantung berkontraksi pada saat jantung berdenyut.
3.
Kelainan
pada Sistem Gerak Manusia
Fraktura
adalah salah satu jenis kelainan yang terjadi pada sistem gerak manusia.
Macam-macam
kelainan yang terjadi pada sistem gerak manusia
1.
Riketsia
Riketsia terjadi karena kekurangan
vitamin D yang berfungsi membantu penyerapan kalsium dan fosfor, sehingga
proses pengerasan tulang terganggu. Penyakit ini terjadi pada anak-anak.
Riketsia menyebabkan tulang kaki tumbuh membengkok. Penyembuhan dan pencegahan
dari penyakit ini dengan penambahan kalsium, fosfor, dan vitamin D ke dalam
menu makan.
Seseorang yang berusia 1-70 tahun
membutuhkan vitamin D sebanyak 15Mg/hari. Seseorang yang berusia 71 tahun ke
atas membutuhkan vitamin D sebanyak 20 Mg/hari.
Karena melalui paparan sinar
matahari pagi selama 10-15 menit, sinar ultraviolet dari matahari akan dapat
membantu tubuh mengaktifkan pro vitamin D menjadi vitamin D. Vitamin D aktif
akan dapat meningkatkan penyerapan kalsium dan fosfor di dalam tubuh, sehingga
akan menambah jumlah kalsium dan fosfor dalam darah.
2. Osteoporosis
Osteoporosis disebabkan karena
kekurangan kalsium. Osteoporosis umumnya terjadi pada orang dewasa. Pada orang
yang sudah tua biasanya menghasilkan lebih sedikit hormon, sehingga osteoblast
sebagai pembentuk tulang kurang aktif dan massa tulang pun jadi berkurang.
Tulang yang kekurangan kalsium akan menjadi rapuh dan mudah patah.
3. Fraktura (Patah Tulang)
Fraktura dapat dibedakan menjadi fraktura
tertutup dan fraktura terbuka. Fraktura tertutup terjadi jika tulang patah
tetapi bagian ujung yang patah tidak menembus kulit. Fraktura terbuka terjadi
jika ujung tulang yang patah keluar menembus kulit.
4. Artritis
Artritis adalah penyakit sendi. Penderita penyakit ini mempunyai
tulang rawan pada sendi yang rusak. Kerusakan ini menyebabkan sendi menjadi
sakit dan bengkok. Rematik adalah salah satu bentuk artritis. Menghindari
infeksi yang akut dan mengonsumsi makanan yang seimbang dapat mengurangi terjadinya
artritis.
Lordosis, Kifosis, dan Skoliosis
1) Lordosis
Lordosis merupakan kelainan dengan
melengkungnya tulang belakang yang berlebihan ke arah depan di bagian pinggang,
sehingga pinggang terlihat lebih depan. Lordosis dapat disebabkan karena perut
penderita yang terlalu besar (misalnya karena hamil atau kegemukan), riketsia.
2) Kifosis
Kifosis merupakan kelainan dengan
melengkungnya tulang belakang yang berlebihan di bagian dada ke arah belakang,
sehingga terlihat bungkuk. Kifosis dapat disebabkan karena penyakit (misalnya
TBC dan riketsia).
3) Skoliosis
Skoliosis adalah melengkungnya
tulang belakang ke arah samping. Skoliosis dapat disebabkan oleh penyakit
polio.
B. Pesawat Sederhana pada Kerja Otot dan Rangka Manusia
Ketika
kerja dipermudah, artinya energi yang dikeluarkan lebih sedikit. Energi dan
kerja (usaha) dinyatakan dalam satuan Joule (Newton meter). Kerja atau usaha
didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, sehingga dapat
dituliskan dengan rumus berikut.
W
= F.S
di
mana:
W
= Usaha (Joule)
F
= Gaya (Newton)
S
= Jarak (Meter)
Usaha
dapat bernilai nol apabila gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan
perpindahan tempat. Besarnya usaha yang dilakukan per satuan waktu disebut
dengan daya atau power (P). Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut.
P
= Daya (Watt)
di
mana:
W
= Usaha (Joule)
t
= Waktu (Sekon)
Jenis Pesawat Sederhana
1.
Katrol
Katrol
tetap yang berfungsi untuk mengubah arah gaya. Jika tali yang terhubung pada
katrol ditarik ke bawah, maka secara otomatis timba berisi air akan terkerek ke
atas. Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1. Jadi, katrol tetap tunggal
tidak menggandakan gaya kuasa atau dengan kata lain gaya kuasa sama dengan gaya
beban.
Katrol
bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan
untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya beban. Katrol jenis ini biasanya
ditemukan di pelabuhan yang digunakan untuk mengangkat peti kemas.
Gaya
kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil, maka diperlukan katrol majemuk.
Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang
dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk biasa digunakan
dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan
mekanik dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban.
2. Roda Berporos
Roda
berporos adalah pesawat sederhana yang memiliki dua roda dengan ukuran berbeda
yang berputar bersamaan. Gaya kuasa biasanya bekerja pada roda yang besar, gaya
beban
bekerja pada roda yang lebih kecil.
Roda
berporos memiliki fungsi untuk mempercepat gaya. Selain gear sepeda,
contoh penerapan pesawat sederhana jenis roda berporos adalah kursi roda,
mobil, dan sepatu roda.
3. Bidang Miring
Bidang
miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut
tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Contoh tangga, pisau dan
sekrup.
KM
= Gaya Beban
Gaya
Kuasa
KM
= Panjang Bidang Miring = I
Ketinggian h
KM
(Keuntungan Mekanik)
4. Pengungkit
jenis
pengungkit yang dikelompokkan berdasarkan variasi letak titik tumpu, lengan
kuasa, dan lengan beban. Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara
menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. Agar kita dapat mengetahui
besar gaya yang dilipatgandakan oleh pengungkit maka kita harus menghitung keuntungan
mekaniknya. Cara menghitung keuntungan mekaniknya dengan membagi panjang lengan
kuasa dengan panjang lengan beban. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari
tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa. Panjang lengan beban adalah jarak
dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban.
Apabila Fb x Lb = Fk x Lk,
maka
KM = Fb Lk
Fk Lb
Keterangan :
KM : keuntungan mekanik
Fb : gaya beban
Fk : gaya kuasa
Lk : lengan kuasa
Lb : lengan beban
Pengungkit pertama, contoh
pengungkit pertama adalah gunting.
Pengungkit kedua, contohnya penjepit kertas.
Pengungkit ketiga, contohnya adalah streples.
Prinsip
Kerja Pesawat Sederhana pada Otot dan Rangka Manusia
Ketika kelas pengungkit dapat
ditemukan pada tubuh manusia. Pada gambar di bawah
ini tampak seorang pemain
bulutangkis bersiap untuk memukul kok.
Pengungkit Jenis I
Titik tumpu berada diantara kuasa
beban. Hal ini terjadi ketika pemain tenis menggunakan otot leher untuk
menengadahkan kepalanya.
Pengungkit Jenis II
Beban berada di antara titik tumpu
dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika otot
betis pemain tenis mengangkat beban
tubuhnya dengan bertumpu pada jari kakinya.
Pengungkit Jenis III
Kuasa terletak di antara titik tumpu
dan beban. Kondisi ini terjadi ketika pemain
tenis menegangkan otot lengan dan
bahu.
Sumber : https://erlynadwi18.wordpress.com
Sumber : https://erlynadwi18.wordpress.com
Demikianlah Artikel Rangka Otot dan Pesawat Sederhana
Sekian artikel Rangka Otot dan Pesawat Sederhana kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.
Anda sekarang membaca artikel Rangka Otot dan Pesawat Sederhana dengan alamat link https://www.dunia-mulyadi.com/2016/01/rangka-otot-dan-pesawat-sederhana.html
0 Response to "Rangka Otot dan Pesawat Sederhana"
Post a Comment
Terimakasih atas Kunjungannya serta Komentarnya.....Jangan Lupa Like and Sharenya Thanks......