Pesawat Sederhana pada Kerja Otot, Rangka Manusia

Pesawat Sederhana pada Kerja Otot, Rangka Manusia

Pesawat Sederhana pada Kerja Otot, Rangka Manusia

Kerja Otot, Rangka Manusia – Pada tubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana. Prinsip-prinsip tersebut kemudian ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia. Ketika kerja dipermudah, artinya energi yang dikeluarkan lebih sedikit. Energi dan kerja (usaha) dinyatakan dalam satuan Joule (Newton meter).

Kerja Otot, Rangka Manusia – 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).

Kerja Otot, Rangka Manusia – Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut. di mana: P = Daya (Watt) W = Usaha (Joule) t = Waktu (Sekon) Pada saat manusia melakukan aktivitas, manusia selalu berupaya untuk melakukannya dengan usaha dan daya yang sekecil-kecilnya. Oleh karena itu, manusia menggunakan pesawat sederhana untuk membantu melakukan aktivitasnya.

Kerja Otot, Rangka Manusia

1. Jenis Pesawat Sederhana Agar kamu dapat memahami pentingnya pesawat sederhana bagi kehidupan sehari-hari lakukanlah aktivitas pada kegiatan “Ayo Kita Coba” yang berjudul “Mengidentifikasi Manfaat Pesawat Sederhana”. Menurut pendapatmu, aktivitas-aktivitas tersebut lebih mudah dilakukan dengan menggunakan alat bantu atau dengan tangan saja?

Kerja Otot, Rangka Manusia

a. Katrol Tahukah kamu bagaimana seseorang dapat mengambil air dari sumur yang dalam dengan menggunakan timba . Hal ini karena orang tersebut memanfaatkan 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.

Kerja Otot, Rangka Manusia – 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. Penerapan katrol dalam kehidupan sehari-hari biasa divariasi sehingga membentuk katrol bebas maupun katrol majemuk. Variasi tersebut dimaksudkan untuk mempermudah pekerjaan yang dilakukan. Agar lebih memahami variasi katrol secara lebih lanjut!

Berbeda dengan katrol tetap, kedudukan katrol bebas berubah dan tidak dipasang di tempat tertentu. Biasanya katrol bebas diletakkan di atas tali

Kerja Otot, Rangka Manusia
Kerja Otot, Rangka Manusia

Kerja Otot, Rangka Manusia – 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. Keuntungan mekanik dari katrol bebas lebih besar dari

Kerja Otot, Rangka Manusia

1. Pada kenyataannya nilai keuntungan mekanik dari katrol bebas tunggal adalah 2. Hal ini berarti bahwa gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban 2 N. Agar 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.

b. Roda Berporos Kamu tentunya sudah tidak asing lagi dengan sepeda, bahkan sebagian besar di antara kamu pasti pernah menggunakannya. Gear pada sepeda adalah salah satu contoh pesawat sederhana yang tergolong 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.

c. Bidang Miring Contoh dari bidang miring selain tangga adalah sekrup dan pisau. Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan membagi jarak kuasa dengan jarak beban.

KM = Gaya Beban Gaya Kuasa KM = = Panjang Bidang Miring l Ketinggian h

KM (Keuntungan Mekanik)

d. Pengungkit Pengungkit merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Contoh alatalat yang merupakan pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkatjungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya.

 menjelaskan berbagai macam 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.

Mengidentifikasi Keuntungan Mekanik Pengungkit

Jika terdapat dua orang yang memiliki berat badan berbeda, yaitu gemuk dan kurus ingin bermain jungkat-jungkit, di manakah posisi yang dapat diduduki orang yang gemuk jika orang yang kurus duduk di ujung kiri? Coba jawab pertanyaan ini dengan bantuan kegiatan berikut. Apa yang harus kamu persiapkan? Set percobaan pengungkit seperti pada gambar.

Apa yang harus kamu lakukan? 1. Susunlah set percobaan seperti pada gambar 2. Tentukan sisi yang bertindak sebagai kuasa dan bertindak sebagai beban 3.Gantungkan beban gantung pada sisi beban dan beban gantung lain pada sisi kuasa. 4. Aturlah jaraknya antara beban dan kuasa hingga posisinya seimbang. 5. Lakukan langkah 2-4 sebanyak 5 kali dengan menambah berat beban (Fb ), tetapi letak beban (Lb ) dan berat kuasa (Fk ) tetap. Amati dan catat datanya pada tabel pengamatan.

Keuntungan mekanik adalah bilangan yang menunjukkan berapa kali pesawat menggandakan gaya. Dapatkah kamu menghitungnya? Caranya dengan menghitung besar perbandingan gaya beban dengan gaya kuasa yang diberikan pada benda. Berikut adalah persamaan matematisnya:

Akan tetapi, tidak semua pesawat sederhana dapat menggandakan gaya. Contohnya adalah katrol tetap tunggal. Katrol ini berfungsi mengubah arah gaya. Oleh karena itu, pada katrol tersebut hanya memiliki keuntungan mekanik sebesar 1. Hal ini disebabkan karena gaya kuasa besarnya sama seperti gaya beban.

Mengidentifikasi Pesawat Sederhana yang Ada di Rumah Apa yang harus kamu persiapkan? Buku IPA dan alat tulis. Apa yang harus kamu lakukan? 1. Identifikasilah minimal 10 macam alat-alat yang termasuk pesawat sederhana yang ada di rumahmu. 2. Catatlah hasilnya di buku IPA mu

Membuat Sekrup Sederhana (Membuktikan Bahwa Sekrup adalah Salah Satu Contoh Bidang Miring) Apa yang harus kamu persiapkan? 1. Paku besar. 2. Kertas berbentuk segitiga siku-siku. Apa yang harus kamu lakukan? 1. Meletakkan paku besar di atas kertas segitiga  2. Gulunglah paku tersebut hingga mencapai ujung kertas! Amati bentuk kertas pada bagian sisi gulungan. 3. Berdasarkan pengamatanmu, buatlah kesimpulan yang berkaitan dengan bidang miring!

Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Otot dan Rangka Manusia

Seorang atlet yang sedang berlari. Cermati otot dan rangka yang bekerja pada atlet tersebut pada saat berlari. Apa kaitannya dengan pesawat sederhana? Otot dan rangka bekerja bersama-sama pada saat seseorang melakukan gerakan. Hal ini seperti setiap bagian yang terdapat pada sepeda akan bekerja bersama-sama ketika sepeda tersebut bergerak.

Pada saat kamu melakukan suatu aktivitas, otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama. Prinsip kerja ketiganya seperti sebuah pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.

Kegiatan A: mengangkat beban dengan tangan terlentang (tidak memanfaatkan kerja sendi yang ada di antara lengan atas dan lengan bawah). Kegiatan B: mengangkat beban dengan kondisi tangan terlipat (memanfaatkan kerja sendi yang ada di antara lengan atas dan lengan bawah). Mengapa kegiatan B lebih ringan dilakukan bila dibandingkan dengan kegiatan A? Prinsip apakah yang sebenarnya berlaku pada aktivitas B?

 

Struktur dan Fungsi Gerak Otot pada Manusia

Struktur dan Fungsi Gerak Otot pada Manusia

Struktur dan Fungsi Gerak Otot pada Manusia

Gerak Otot pada Manusia
Gerak Otot pada Manusia

Gerak Otot pada Manusia – Sebelumnya kamu telah mempelajari tentang struktur dan macammacam tulang penyusun rangka manusia. Coba sekarang kamu pikirkan, apakah tulang-tulang penyusun rangka tubuh manusia dapat digerakkan tanpa adanya bagian lainnya? Agar kamu dapat menjawab pertanyaan tersebut simaklah pembahasan berikut ini!

Gerak Otot pada Manusia

a. Fungsi Otot Tanpa otot, tulang, dan sendi tubuhmu tidak memiliki kekuatan untuk bergerak. Otot adalah penggerak bagian-bagian tubuh, sehingga otot disebut alat gerak aktif. Hampir 35 hingga 40 persen massa tubuh adalah jaringan otot, Cobalah perhatikan, setiap saat selalu ada gerakan yang terjadi di tubuhmu, gerakan tersebut terjadi karena adanya kerja dari 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 bagianbagian tubuhmu bergerak. Pada kontraksi ini diperlukan energi.

Gerak Otot pada Manusia

Mengamati Diameter Otot Apa yang harus kamu siapkan?

Gerak Otot pada Manusia

1. Meteran (yang biasa digunakan oleh penjahit), jika kamu tidak memilikinya, boleh menggunakan tali rafia, tali pita, atau benang dengan panjang 50 cm. 2. Alat tulis 3. Buku tulis Apa yang akan kamu lakukan?

Gerak Otot pada Manusia

1. Duduklah bersama dengan teman satu kelompokmu! 2. Luruskan tanganmu di atas meja dengan santai! Mintalah temanmu melingkarkan pita meteran pada lengan atasmu untuk mengukur besarnya lengan atasmu! Catatlah hasilnya pada tabel! Lakukan pengukuran dengan cermat dan teliti agar kamu memperoleh hasil yang tepat. 3. Kepalkan tanganmu selanjutnya bengkokkan tanganmu ke atas! Ukurlah kembali besar lengan atasmu! Lakukan pengukuran di tempat yang sama dengan langkah 2.

Gerak Otot pada Manusia

Catatlah hasilnya pada tabel! Lakukan pengukuran dengan cermat dan teliti agar kamu memperoleh hasil yang tepat. Jawablah pertanyaan berikut ini, tuliskan jawabanmu pada buku IPA! 1. Adakah perubahan diameter otot lengan atas saat diluruskan dan dibengkokkan? Jelaskan! 2. Jika terjadi perubahan diameter, bagaimanakah perubahannya serta apakah yang sebenarnya terjadi pada ototmu? 3. Tulislah kesimpulan atas pengamatan yang telah kamu lakukan! Pada kegiatan Ayo Kita Coba “Mengamati Diameter Otot”

lakukan dapat diketahui bahwa diameter otot lengan kamu dapat membesar dan mengecil ketika digerakkan. Diameter lengan kamu membesar terjadi karena otot lengan dalam keadaan kontraksi. 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.

 Kegiatan percobaan yang telah kamu lakukan adalah salah satu kegiatan yang melibatkan otot yang bekerja di bawah kesadaran. Coba pikirkan gerakan apa yang dapat dilakukan oleh tubuhmu yang melibatkan otot tersebut! Tuliskan hasilnya di buku catatanmu! 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. Contohnya, kerja otot-otot pada saat kamu makan, menulis, berlari serta aktivitas-aktivitas lainnya yang dilakukan secara sadar.

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, aktivitas otot-otot lambung untuk mencerna makanan secara mekanik.

Sekarang kamu telah mengetahui prinsip kerja dari otot. Kamu harus banyak bersyukur kepada Tuhan karena Tuhan telah menciptakan otototot tersebut sehingga seluruh aktivitas tubuh dapat bekerja terus tanpa harus kamu kendalikan. Bayangkan jika Tuhan tidak menciptakan otot-otot tersebut, maka kamu tidak akan dapat tidur dengan pulas karena kamu harus mengontrol otot jantung agar tetap dapat memompa darah ke seluruh tubuh selama kamu tidur.

Mengamati Otot Jantung, Otot Rangka, dan Otot Polos Apa yang harus kamu siapkan?

1. Preparat awetan otot jantung, otot rangka, dan otot polos 2. Mikroskop 3. Buku dan alat tulis Jika di sekolah kamu tidak tersedia preparat awetan otot jantung, otot rangka, dan otot polos serta mikroskop mintalah kepada gurumu untuk menyediakan gambar otot jantung, otot rangka, dan otot polos. Apa yang kamu lakukan? 1. Lakukan pengamatan pada preparat awetan atau gambar yang telah disediakan.

Hal yang perlu kamu amati adalah bentuk sel dari masingmasing jenis otot. Lakukan kegiatan pengamatan ini dengan cermat dan teliti, agar kamu dapat mengidentifikasi perbedaan dari ketiga jenis otot ini. 2. Gambarlah hasil pengamatanmu kemudian berikan keterangan pada bagian-bagian otot yang tampak. Jawablah pertanyaan berikut ini, tuliskan jawabanmu pada buku IPA! 1. Sebutkan perbedaan dari ketiga jenis otot yang telah kamu amati! 2. Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, kesimpulan apa yang dapat kamu tarik?

b. Tiga Jenis Jaringan Otot

Coba ingat kembali tentang kerja otot saat kamu menulis, otot lambung serta otot jantung. 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 .

Agar kamu mengetahuinya, simaklah penjelasan berikut ini!.

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 tergolong otot sadar. Kamu bisa mengontrol penggunaan otot ini. Kamu bisa menentukan kapan berjalan dan kapan tidak. Otot rangka cenderung cepat berkontraksi dan cepat lelah. Agar kamu mengetahui struktur otot rangka yang melekat pada tendon.

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. C! Otot jantung berkontraksi sekitar 70 kali per menit sepanjang hari selama hidupmu. Kamu mengetahui bahwa otot jantung berkontraksi pada saat jantung berdenyut. Otot ini tidak dapat dikontrol oleh kemauan sadarmu.

Kelainan pada Sistem Gerak Manusia

Pernahkah kamu melihat orang yang memakai kursi roda? Salah satu penyebab orang memakai kursi roda karena orang tersebut mengalami fraktura (patah tulang) pada bagian kakinya, sehingga orang tersebut tidak dapat berjalan dengan normal. Fraktura adalah salah satu jenis kelainan yang terjadi pada sistem gerak manusia.

Macam-macam kelainan yang terjadi pada sistem gerak manusia a. 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 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.13. Penyembuhan dan pencegahan dari penyakit ini dengan penambahan kalsium, fosfor, dan vitamin D ke dalam menu makan. Vitamin D dapat diperoleh dari makanan, suplemen. Sumber: Reece, dkk,

 Mekanisme kerja dari otot bisep dan otot trisep Tahukah kamu bahwa ternyata otot kita juga ada yang bekerja secara berlawanan. Maksudnya pada saat melakukan sebuah gerakan meskipun gerakan itu dilakukan secara bersamaan tetapi proses kontraksi dan relaksasi antara otot satu dengan otot lainnya berlangsung secara berlawanan.

Agar kamu lebih memahami maksud dari pernyataan di atas, perhatikan Gambar 2.12! Pada gambar tersebut terlihat bahwa pada saat tangan dilipat, otot bisep berkontraksi sedangkan otot trisep relaksasi. Sebaliknya, pada saat tangan direntangkan, otot bisep relaksasi sedangkan otot trisep berkontraksi.

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. Mengapa vitamin D dapat diaktifkan dengan bantuan sinar matahari pagi melalui berjemur? 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. Bertambahnya kadar vitamin D dalam tubuh dapat membantu meningkatkan penyerapan kalsium, sehingga dapat menolong perbaikan tulang penderita riketsia.

b. 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 tulangpun jadi berkurang. Tulang yang kekurangan kalsium akan menjadi rapuh dan mudah patah.

c. Fraktura (Patah Tulang) Meskipun kuat dan lentur, tulang-tulang dapat patah. Salah satu penyebab terjadinya patah tulang karena tulang mengalami benturan yang keras, misalnya pada saat kecelakaan atau jatuh dari tempat yang tinggi. Patahnya tulang disebut fraktura. 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. d. Artritis Artritis adalah penyakit sendi. Penderita penyakit ini mempunyai tulang rawan pada sendi yang rusak. Kerusakan ini menyebabkan sendi menjadi sakit dan bengkok. Kadang-kadang sendi yang terkena artritis tidak dapat digerakkan. Rematik adalah salah satu bentuk artritis. Penyebab terjadinya artritis masih belum diketahui dengan pasti. Menghindari infeksi yang akut dan mengonsumsi makanan yang seimbang dapat mengurangi terjadinya artritis.

e. Lordosis, Kifosis, dan Skoliosis Tulang belakang normal manusia tidak lurus benar. Dilihat dari samping, susunan tulang belakang membentuk beberapa lengkungan. Pada bagian dada, tulang belakang membentuk lengkungan cembung menghadap belakang. Pada bagian pinggang, susunan tulang belakang membentuk lengkungan cembung menghadap depan. Bentuk tulang belakang mempengaruhi bentuk tubuh kita. Cobalah amati bentuk badan teman lakilaki saat berdiri dan dilihat dari samping! Bagaimana bentuknya? Tulang belakang dapat mengalami kelainan. Tiga kelainan tulang belakang yang umum terjadi adalah lordosis, kifosis, dan skoliosis.

1) Lordosis Lordosis merupakan kelainan dengan melengkungnya tulang belakang yang berlebihan ke arah depan di bagian pinggang. Orang yang mengalami kelainan ini pinggangnya terlihat lebih menonjol ke depan. Lordosis dapat disebabkan karena perut penderita yang terlalu besar (misalnya karena hamil atau kegemukan), riketsia, atau karena kebiasaan yang salah.

2) Kifosis Kifosis merupakan kelainan dengan melengkungnya tulang belakang yang berlebihan di bagian dada ke arah belakang, . Penderita kifosis tubuhnya terlihat bungkuk. Kifosis dapat disebabkan karena penyakit (misalnya TBC dan riketsia) atau kebiasaan duduk yang salah.

3) Skoliosis Skoliosis adalah melengkungnya tulang belakang ke arah samping. Skoliosis dapat disebabkan oleh penyakit polio atau kebiasaan posisi duduk yang salah.