Dokumen tersebut membahas tentang istilah-istilah, model, dan pengukuran dalam ilmu fisika kesehatan. Termasuk didalamnya adalah penjelasan tentang gaya-gaya yang bekerja pada tubuh manusia baik secara statis maupun dinamis, serta aplikasinya dalam penggunaan klinis seperti traksi. Juga dibahas mengenai fluida dan tekanan di dalamnya.

1. PENGANTAR
ILMU FISIKA KESEHATAN
( TERMINOLOGY MODELING MEASUREMENT )
BY MUSA,Dpl.Rad, S.Si, MM.
TERMINOLOGY/ ISTILAH
Fisika medik / fisika kesehatan, meliputi bidang fisika dan bidang medik/
kesehatan. Oleh karena itu penggunaan Fika kesehatan ada dua hal :
1. Untuk menentukan fungsi tubuh lebih dikenal dengan istilah faal
fisika.
2. Pengetahuan tentang benda/ alat yang digunakan, misal Ultrasonik,
laser, radiasi.
MODELING / MODEL
Ahli fisika untuk memecahkan persoalan ilmu alam sesuai hukum fisika
menggunakan uraian matematika, sebagai contoh jika kita mengambil sebuah benda di
halaman dan menjatuhkan ke lantai, benda tersebut akan melewati berbagai putaran.
Alurnya akan ditentukan menurut hukum fisika. Tetapi itu akan mustahi untuk menuliskan
persamaan untuk menggambarkan alur ini. Ahli ilmu fisika akan setuju bahwa kekuatan
gaya berat akan menyebabkan jatuh ke arah lantai, jika kekuatan/ gaya lain tidak
berpengaruh. Udara dan gaya listrik statis akan mempengaruhinya.
Dengan cara yang sama, saat hukum fisika dilibatkan dalam semua aspek
fungsi tubuh, setiap situasi menjadi sangat komplek yang hampir mustahil untuk
meramalkan perilaku yang tepat dari pengetahuan ilmu fisika. Namun demikian
pengetahuan tentang hukum fisika akan membantu kita memahami physiology dalam
kesehatan dan penyakit.
Kadang – kadang dalam memahami suatu fenomena fisika kita
menyederhanakanya dengan seleksi yang kita anggap penting. Uraian kita mungkin hanya
sebagian yang benar, tetapi itu memberikan peluang lebih baik dari pada tidak sama sekali.
Dalam usaha memahami ilmu fisika kita sering menggunakan analogi, ahli
fisika sering mengajar dan befikir dengan analogi. Jaga ingatan kita analogi tidak pernah
sempurna. Sebagai contoh, di banyak jalan mata dianalogikan sebagai kamera;
bagaimanapun analogi lemah ketika film yang harus dikembangkan dan digantikan adalah
perbandingan bagi retina, detektor cahaya bagi mata.
1

2. Banyak dari analogi yang digunakan oleh ahli fisika menggunakan model.
Pemakaian model adalah umum dalam aktifitas ilmiah. Ahli fisika abad sembilan belas
yang terkenal LORD KELVIN, berkata” Aku tidak pernah mencukupi diri ku sampai aku
dapat membuat suatu model mekanik suatu hal. Jika aku dapat membuat suatu model
mekanik aku dapat memahami itu"
Model lain adalah perhitungan matematika, persamaan adalah model
matematika yang dapat digunakan untuk menguraikan dan meramalkan perilaku fisik
beberapa sistem. Setiap hari dalam dunia fisika kita mempunyai banyak seperti persamaan.
Beberapa dalam penggunaan umum dikenal dengan hukum ( laws). Contoh hubungan
antara gaya F, massa m, dan percepatan a, umumnya dituliskan F = ma, dikenal dengan
hukum Newton kedua.
MEASUREMENT ( PENGUKURAN )
Salah satu karaktristik utama dari ilmu pengetahuan adalah kemampuan
mengukur jumlah dari hal yang mendapat perhatian. Pertumbuhan ilmu pengetahuan
adalah berhubungan erat dengan pertumbuhan kemampuan mengukur. Dalam praktek
kedokteran awal usaha untuk mengukur klinis
P = ∑ nP / rata – rata
α =
1
)(
2
−
−∑
n
PP
standar deviasi
contoh Soal : TEKANAN DARAH SYSTOLIC YANG BERIKUT( DI (DALAM) MM
HG) TELAH DIREKAM UNTUK SESEORANG (DI) ATAS MASA
SUATU HARI
112 128 110 117 133
127 118 117 124 112
123 127 114 115 125
132 133 132 126 136
123 119 132 134 131
A. TEMUKAN RATA-RATA TEKANAN
B. TEMUKAN SIMPANGAN BAKU [ITU]
C. APA [YANG] ADALAH BEBERAPA SUMBER UMUM, TENTANG KESALAHAN
DI (DALAM) PENGUKURAN INI?
2

3. Untuk besaran yang diperoleh secara langsung dari pengukuran ( pengamatan), maka
nilai terbaiknya adalah nilai rata –rata dari besaran tersebut. Sedangkan selisih antara
nilai – nilai terukur dengan nilai rata – rata dinamakan deviasi yang dapat dituliskan
sebagai berikut:
iP=δ - P
Deviasi rata – rata fraksional atau relatif:
A = %100
P
δ
Deviasi standar fraksional atau relatif :
S = %100
P
α
Hasil pengukuran yang dikemukakan adalah atau hasil akhir pengukuran :
P = P ± δ
Keseksamaan: 100% - %100
P
δ
BIOMEKANIK
3

4. By Musa, Dpl.Rad, S.Si, MM
I. FORCES ON AND IN THE BODY
( GAYA PADA DAN DIDALAM TUBUH )
Apabila ditinjau dari segi dan statis dan dinamisnya, gaya yang bekerja pada
tubuh manusia dibagi dalam :
1. STATIS
Tubuh dalam keadaan statis / stasioner berarti obyek / tubuh dalam keadaan
setimbang, ini berhububngan dengan tulang dan otot ( tendon ).
Syarat setimbang: 1. ∑ =0F ( Resultan gaya = 0 )
2. ∑ =0T ( Resultan momen gaya = 0 )
Sistem tersebut dapat dilihat pada pengumpil ( sistem otot dan tulang ), ada tiga
sistem pengumpil, masing – masing sebagai berikut:
4

5. Gaya otot Bisep M apabila berat lengan diabaikan maka besarnya adalah:
4 M = 30 W
M = 7,5 W
Jika berat lengan tidak diabaikan maka Gaya otot bisep adalah:
M = 3,5 H + 7,5 W
SOAL LATIHAN
1. Tindakan mengunyah termasuk dalam klasi ke tiga sistem pengumpil tubuh
manusia. Gambar A di bawah ini menunjukan suatu otot rahang dan
mengunyah. Gambar B adalah diagram pengungkit. M adalah kekuatan
yang disediakan oleh otot pengunyah yang menutup rahang dengan titik
tumpu F. W adalah kekuatan yang digunakan oleh gigi. Jika L2 = 3L1 dan
W = 100 N , tentukan M ! ( Gambar A dan B di bawah)
5

6. 2. Analag soal no 11, jika gigi mempunyai luas permukaan 0,5 cm2
, saat
makan buah apel gigi tersebut akan kontak dengan apel, tentukan gaya per
unit area ( dalam N/m2
).
2. DINAMIS
Dianggap bahwa:
1. Gerakan berlangsung sepanjang garis lurus
2. Percepatan konstan
Hukum Newton II F = ma
F = m.
dt
dV
=
dt
dV
( mV) Hukum dalam bentuk aslinya
F =
t
mV
∆
∆ )(
mV adalah momentum linier
Contoh gaya dinamis dalam tubuh adalah terjadinya pertambahan berat tubuh
sebesar 0,6 Newron apabila jantung sistole sekitar 60 gr darah didorong dengan
kecepatan 1 m/det kearah atas dalam waktu sekitar 0,1 detik
6

7. F =
t
mV
∆
∆ )(
= 1,0
06,0
det
det/Kgm
= 0,6
det
det/Kgm
= 0,6 N
II. GAYA DALAM PENGGUNAAN KLINIK
Ada beberapa Gaya yang bekerja pada tubuh manusia, antara lain:
1. Gaya Vertikal
2. Gaya Horisontal
3. Gaya yang membentuk sudut dengan bidang horisontal atau bidang Vertikal
Gaya statis Dalam penggunaan klinis, dimana ∑ =0F
Jika Vektor – vektor gaya yang mempengaruhi titik benda pada bidang datar , maka
syarat statis / setimbang adalah:
Gaya ini umumnya digunakan pada tindakan traksi, penggunaanya tergantung posisi
obyek dan peralatan yang dipergunakan.
Contoh:
1. traksi leher
2. traksi tulang
Untuk menentukan massa dan pusat gravitasi tiap segmen tubuh menggunakan
hasil penelitian Borelli, Braune, Fischer dan Dempster.
Tabel : Puast gravitasi bagi tiap segmen tubuh
Y
X
F2
F1
F4
F3
7
∑ XF = 0
∑YY = 0

8. Bagian tubuh
Massa
(m )
Pusat gravitasi bagi tiap segmen pada posisi
Tegak (a) Membungkuk (b)
X(h) Y(h) X(h) Y(h)
Punggung dan kepala
Lengan atas
Bagian depan & tangan
Tungkai bawah bagian atas
Tg bawah bag bawah & kaki
0,593
0,053
0,043
0,193
0,118
0,10
0,14
0,24
0,12
0,10
0,70
0,75
0,64
0,42
0,19
0,26
0,35
0,34
0,11
0,17
0,52
0,45
0,29
0,40
0,18
Tabel : Berat relatif dari segmen tubuh manusia
Bagian tubuh
Braune
dan
Fischer
%
Borelli
Dempster
%
Kira- kira
dapat
diterima
%
Pria
%
Wanita
%
Kepala
Punggung
Pinggul
Betis
Kaki
Lengan
Tangan
Total body weight
7,06
42,70
11,58
5,27
1,27
3,36
2,28
0,84
100
6,72
46,30
12,21
4,65
1,56
2,65
1,82
0,70
100
8,12
43,90
12,89
4,34
1,29
2,60
1,82
0,55
100
6,9
46,1
10,7
4,7
1,7
3,3
2,1
0,8
100
7
43
12
5
2
3
2
1
100
Contoh soal:
Seorang penderita fraktur femur setelah direposisi, dilakukan traksi untuk menjaga
keseimbangan agar tetap stabil. Bila berat badan penderita adalah 60 Kg. Posisi kaki
ditempatkan pada bidang miring yang membentuk sudut 30 derajad, berat relatif
betis dan kaki masing – masing 5% dan 2 %. Apabila berat tali traksi diabaikan dan
tidak ada gaya gesekan berapa beban pemberat yang harus diberikan untuk menjaga
keseimbangan? (satuan Massa Kg, satuan Berat Newton ).
III. FLUIDA
Fuida adalah zat yang dapat mengalir, yang termasuk di dalamnya zat cair
dan gas. Perbedaan zat cair dengan gas terutama terletak pada kompresibilitasnya. Gas
mudah dimampatkan, sedang zat cair praktis tidak dapat dimampatkan.
8

9. Rapat massa suatu bahan yang homogen didefinisikan sebagai massanya
persatuan volum.
V
m
=ρ , m = ρ V
Berat jenis suatu bahan ialah perbandingan rapat massa bahan itu terhadap
rapat massa air oleh sebab itu berupa bilangan semata
1. Hidrostatika ialah ilmu perihal zat alir atau fluida yang diam tidak bergerak
2. Hidrodinamika ialah ilmu perihal zat alir yang bergerak
TEKANAN DI DALAM FLUIDA
Pada pembahasan tekanan hidrostatika, berat fluida diabaikan dan tekanan
dianggap sama pada semua titik. Tetapa seperti sudah kita ketahui’ makin tinggi dari
permukaan bumi makin berkurang tekanan udara, dan di dalam telaga atau laut tekanan
juga makin berkurang jika makin jauh dari dasar.
Karena itu definisi tekanan kita buat berlaku umum.
Definisi tekanan disembarang titik sebagai perbandingan gaya normal dF yang
bekerja pada suatu luas kecil dA di mana titk itu sendiri berada .
P=
dA
dF
, dF = pA
Jika tekanan sama disemua titik pada bidang seluas A, maka persamaan menjadi
: p =
A
F
, F = pA
9

10. Rapat massa suatu bahan yang homogen didefinisikan sebagai massanya
persatuan volum.
V
m
=ρ , m = ρ V
Berat jenis suatu bahan ialah perbandingan rapat massa bahan itu terhadap
rapat massa air oleh sebab itu berupa bilangan semata
1. Hidrostatika ialah ilmu perihal zat alir atau fluida yang diam tidak bergerak
2. Hidrodinamika ialah ilmu perihal zat alir yang bergerak
TEKANAN DI DALAM FLUIDA
Pada pembahasan tekanan hidrostatika, berat fluida diabaikan dan tekanan
dianggap sama pada semua titik. Tetapa seperti sudah kita ketahui’ makin tinggi dari
permukaan bumi makin berkurang tekanan udara, dan di dalam telaga atau laut tekanan
juga makin berkurang jika makin jauh dari dasar.
Karena itu definisi tekanan kita buat berlaku umum.
Definisi tekanan disembarang titik sebagai perbandingan gaya normal dF yang
bekerja pada suatu luas kecil dA di mana titk itu sendiri berada .
P=
dA
dF
, dF = pA
Jika tekanan sama disemua titik pada bidang seluas A, maka persamaan menjadi
: p =
A
F
, F = pA
9