Biomekanika Olahraga

Biomekanika olahraga adalah ilmu yang mempelajari tentang konsep, desain, analisis dan pengembangan peralatan dan sistem biologi dan gerak tubuh dalam tinjuan fisika.

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.

A. Tujuan Biomekanika

Tujuan mempelajari biomekanika dalam penerapan ilmu olahraga adalah :

1. Mengetahui konsep ilmiah dasar yang diaplikasikan dalam bentuk gerak manusia.
2. Memahami suatu bentuk/model gerak dasar dalam olahraga sehingga mampu mengembangkannya dengan baik.
3. 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;

1. Memberikan dasar ilmu pengetahuan untuk mengambil keputusan berkenaan dengan keterampilan dan gerak dasar pada olahraga.
2. Sebagai dasar untuk memperoleh jawaban tentang masalah dalam unjuk kerja ( Praktek ) olahraga
3. Pirinsip serta asasnya dipakai dalam meberikan assasment dan koreksi terhadap unjuk kerja yang dilakukan oleh peserta didik / atlet.
4. 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. Prinsip yang sama juga dapat dilihat melalui ilustrasi gambar berikut ini; 2) Tugas Mendukung Menurut Arma Abdoelah ( 1994 : 204 ) Gerak tubuh yang berkenaan dengan tugas mendukung atau menyanggah tubuh dalam atu posisi khusus, pada umumnya diperlukan untuk tugas gerak yang lain. Posisinya pun bervariasi dari vertical ke horisontal, dan pada umumnya berkaitan dengan sikap berdiri, berjalan, berlari, duduk, berlutut, dan sejenisnya. Posisi kepala berada dibawah pada aktivitas senam, merupakan bentuk aplikatif dari hukum mekanikal.

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 : (1) Kontak dengan dasar/permukaan pijakan luas; (2) Pusat gravitasi terletak redah dan garis pusat gravitasi terletak didalam benda; (3) Pusat gravitasinya naik jika diberi gaya; (4) Munculnya gaya pemulih yang menyebabkan kembali ke posisi semula; (5) 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 (W) dan gaya otot (M). contoh dalam gerak manusia adalah pada posisi diam/ tegak.

Pengungkit Jenis II, Gaya berat (W) di antara titik tumpuan dan gaya otot (M), contoh dalam gerak

manusia adalah pada posisi jinjitPengungkit 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;
1. 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.
2. 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.
3. 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.