Pusat Gravitasi pada Tubuh Manusia

 Fisika berasal dari kata Yunani yang berarti alam, oleh karena itu fisika adalah ilmu yang mempelajari segala gejala alam.

Pada mulanya gejala alam itu dikelompokkan menjadi beberapa kelas, seperti mekanika, kalor, kelistrikan, kemagnetan, sifat-sifat zat, optika, gejala-gejala kimia, sinar-X, fisika atom dan nuklir, gravitasi, gejala meson, dan sebagainya.

Namun, tujuan fisika adalah melihat alam secara keseluruhan sebagai aspek-aspek berbeda yang ditimbulkan oleh satu himpunan gejala. 

Oleh karena itu persoalan yang dihadapi fisika adalah bagaimana cara menemukan hukum-hukum alam itu melalui eksperimen, dan bagaimana cara menggabungkan kelas-kelas itu.

Sedangkan biologi secara terminologi berasal dari dua kata yaitu bios yang artinya makhluk hidup dan logos artinya ilmu, sehingga biologi dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup. Hal yang dicakup dalam biologi sangat luas, yaitu makhluk hidup baik yang berada di darat, air, maupun udara.

Manusia dan lingkungan adalah suatu hal yang tidak dapat dipisahkan. Karena semua aktivitas manusia selalu berhubungan dengan fenomena alam.

Manusia juga makhluk paling sempurna yang telah diciptakan Tuhan. Agar manusia tetap sehat ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu kesehatan rohani dan jasmani. 

Untuk memiliki jasmani yang sehat kita butuh makan makanan yang sehat dan bergizi seperti empat sehat lima sempurna, beristirahat yang cukup dan berolahraga.

Walaupun banyak yang bermalas-malasan dalam berolahraga tetapi ini sangat penting untuk tubuh. Untuk mendapatkan hasil olahraga yang baik kita harus memperhatikan keadaan fisik dan teknik yang harus dikuasai sehingga tidak terjadi kecelakaan. Masalah teknik yang harus diperhatikan adalah keseimbangan tubuh.

Tujuan artikel ini dapat memberi pemahaman mengenai keseimbangan pada tubuh manusia dengan materi yang dipelajari di fisika seperti pusat gravitasi, momentum, dan torsi yang akan membantu dalam kegiatan manusia seperti olahraga.

Dengan adanya materi-materi pada fisika ini dapat membantu kita mengetahui keseimbangan pada tubuh kita dan manusia juga akan lebih tahu manfaat alat yang diciptakan untuk perlindungan tubuh manusia.

Manusia memiliki kestabilan tubuh yang kurang jika dibandingkan dengan mamalia berkaki empat, karena mamalia memiliki dasar yang lebih untuk menopangnya dengan keempat kakinya. Tetapi juga memiliki pusat gravitasi yang lebih rendah.

Manusia memiliki bagian khusus seperti otot yang kuat untuk menghadapi masalah dalam mempertahankan tubuhnya agar tetap tegak dan juga stabil. 

Karena posisi tegak ini manusia sering menderita berbagai penyakit seperti sakit punggung bagian belakang yang disebabkan gaya-gaya besar yang terlibat. Ketika berjalan dan melakukan aktivitas lainnya, manusia terus menggeser tubuh sehingga gravitasinya berada diatas telapak kaki. 

Gerakan yang sederhana seperti membungkuk pun membutuhkan gerakan pinggul ke belakang sehingga pusat gravitasi tetap berada di atas telapak kaki, dan peletakkan kembali posisi ini dilakukan tanpa pemikiran. Untuk hal ini, tempatkan posisi tumit dan punggung ke dinding dan coba sentuh jari kaki anda. Anda tidak akan bisa melakukannya tanpa jatuh.

Orang yang membawa beban berat secara otomatis menyesuaikan sikap tubuh mereka sehingga pusat gravitasi massa total berada di atas telapak kaki.

Berikut ini penjelasan mengenai pusat gravitasi, keseimbangan dan momentum.

1. Pusat gravitasi

Titik yang dipakai gaya gravitasi pada tubuh dikenal dengan pusat gravitasi. Pusat gravitasi ini disebut juga merupakan bagian dari pusat massa. Berikut teknik yang digunakan untuk mencari pusat gravitasi pada tubuh manusia 

Berdiri di atas sebuah papan yang kedua ujungnya terdapat timbangan.

sumber: https://ojs.unsiq.ac.id/index.php/ppkm/article/view/342/172

Teknik ini dapat digunakan untuk mencari gravitasi pada tubuh seseorang. Pada keadaan ini torsi = 0 pada titik P, maka 

sumber: https://ojs.unsiq.ac.id/index.php/ppkm/article/view/342/172

Lakukan pengukuran dua kali atau lebih dengan memutar subjek 90o dan subjek di telentangkan. Dengan demikian akan di peroleh pusat gravitasi.

Dalam melakukan pengukuran massa, besar/luasnya dan pusat gravitasi terhadap masing-masing segmen (bagian) tubuh sangat sulit dan hasilnya bervariasi dari satu individu terhadapt individu lainnya.

Metode grafik

Selain teknik diatas, pusat gravitasi dapat di tentukan dengan grafik secara berantai. 

Metode Analisa

Dasar metode Analisa adalah teorema dari varignon yaitu "jumlah dari momen suatu gaya untuk sembarang sudut adalah sama dengan momen gaya dalam sudut yang sama.

Dengan menggunakan teorema varigon kita menghitung masing-masing momen gaya terhadap sumbu X dan Y, dengan demikian pusat gravitasi tubuh manusia dapat diketahui.

2. Keseimbangan

Benda pada keseimbangan static jika tidak diganggu maka tidak akan mengalami percepatan translasi maupun rotasi karena jumlah semua gaya dan jumlah semua torsi yang berkerja pada benda tersebut adalah nol.

Jika benda tersebut dipindahkan sedikit, maka akan terjadi tiga kemungkinan yaitu; benda Kembali ke posisi semula, yang dikatakan sebagai kesetimbangan stabil, benda berpindah jauh dari posisi semula yang dikatakan sebagai keseimbangan labil dan yang terakhir benda tetap berada pada posisinya yang baru yang dikatakan sebagai keseimbangan netral.

Keseimbangan labil

Terjadinya keseimbangan labil ini disebabkan garis pusat gravitasi jatuh di luar dasar penyokong dan luas dasar penyokong terlalu kecil.

Contohnya jika sebuah pensil yang berdiri diujung meja merupakan keseimbangan labil, jika pusat gravitasinya tepat diatas ujung pensil gaya total dan torsi total pada pensil akan tetap 0 tetapi, jika pensil di pindahkan sedikit saja maka nada torsi yang bekerja padanya dan pensil akan jatuh dengan arah perpindahan awalnya.

Keseimbangan stabil

Keseimbangan stabil dapat berhasil apabila beda dalam kedudukan :

a. Kontak dengan permukaan pijakan yang luas 
b. Pusat gravitasi terletak rendah dan garis pusat gravitasi terletak di dalam benda.

Keseimbangan netral

Pada Sebagian besar situasi seperti pada perancangan struktur dalam kegiatan yang berhubungan dengan tubuh manusia membutuhkan yang namanya kesetimbangan stabil atau yang bisa disebut juga keseimbangan tubuh dalam status seimbang (balance).

3. Momentum

Momentum dari sebuah benda didefinisikan sebagai hasil kali massa dan kecepatannya. Momentum disimbolkan dengan:

p = m. v

Karena momentum adalah vektor (besaran yang mempunyai nilai dan arah) maka momentum dinyatakan dalam bentuk vektor.

Sesuai persamaan di atas, jika orang yang berlari cepat akan memiliki momentum yang lebih besar dibandingkan dengan orang yang berlari lambat dengan massa yang sama, dan orang yang lebih berat memiliki momentum yang lebih besar daripada orang yang lebih kecil massanya, yang keduanya bergerak dengan kecepatan yang sama.

Makin besar momentum yang dimiliki suatu benda, makin susah menghentikannya dan makin besar efek yang diakibatkannya jika terjadi tabrakan.

Ada beberapa usaha untuk melatih keseimbangan tubuh yaitu :

• Berdiri dengan satu kaki
• Berjalan menggunakan tumit dan jari kaki
• Berlatih squat
• Memutar kaki dan tangan searah jarum jam
• Berjalan sambal mengangkat lutut secara bergantian
• Tidur malam dengan cukup

Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa peneran ilmu fisika sangat berkaitan dengan ilmu biologi, contoh sederhana nya adalah dengan memahami pusat gravitasi dan keseimbangan tubuh manusia dimana kita dapat menjaga keseimbangan tubuh kita agar tidak terjatuh dan juga kita dapat meningkatkan kemampuan gerak secara keseluruhan.

Oleh: Dr. Ir. Vina Serevina, MM., Nesya Nadindra Ardianty, Fisika Dasar, UNJ 2021

***

DAFTAR PUSTAKA

Dailami, Muhammad, Candra Yulius Tahya, Dharma Gyta Sari Harahap, Maharani Retna Duhita, Eko Sutrisno. 2020. BIOLOGI UMUM. Bandung : Widina Bhakti Persada Bandung.

Darmay, Vika. 2020. Cara Melatih Keseimbangan Tubuh Anda. Jakarta: Klikdokter

Harefa, Agnes Renostini. 2019. PERAN ILMU FISIKA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI. Medan : Universitas Dharmawangsa.

Jumini, Sri. 2016. FISIKA DALAM ATLETIK DAN BELADIRI. Wonosobo : Universitas Sains Al-Quran.