PISMP 3 - ANATOMI & FISIOLOGI : BERKUMPULAN (PN RUZAINI BT MD ALI)

3.0 ASAS BIOMEKANIK

3.1 PENGENALAN

Biomekanik ialah disiplin sukan yang mengkaji pemboleh ubah yang mempengaruh     kualiti dan kuantiti sesuatu pergerakan yang dihasilkan. Bidang ini mensintesis disiplin-disiplin ilmu biologi dan fizik dalam menjelaskan pencapaian prestasi pergerakan manusia. Biomekanik juga boleh didefinisikan sebagai satu bidang ilmu dalam bidang kinesiologi yang mengkaji secara saintifik mengenai pergerakan manusia berdasarkan beberapa prinsip antaranya Hukum Newton, Sistem Tuas, Momentum dan lain-lain.

3.2 ASAS-ASAS BIOMEKANIK

3.2.1 HUKUM NEWTON

Menurut hukum Newton Pertama, sesuatu jasad akan terus berada dalam keadaan pegun atau bergerak pada garis lurus dengan kelajuan tetap melainkan suatu daya luar dikenakan ke atasnya. Keadaan ini juga dikenali sebagai Inersia. maksud daya luar disini ialah daya gravity, geseran dan rintangan angin. Manakala dalam hukum Newton kedua, dinyatakan bahawa daya berhubungkait positif dengan pecutan. Pecutan ialah kadar perubahan momentum yang berlaku pada sesuatu jasad. Seterusnya ialah hukum Newton ketiga iaitu hukum aksi dan reaksi. Hukum ini menyatakan bahawa setiap daya tindakan mempunyai satu tindakbalas yang sama magnitud tetapi bertentangan arah.

3.2.2  SISTEM TUAS

Sistem tuas merupakan satu rod yang boleh dipusingkan oleh daya pada suatu titik tetap yang dipanggil paksi atau fulkrum. Pada tubuh badan manusia, rod tuas ialah tulang-belulang, fulkrum pula adalah sendi-sendi dan daya pula dijana sebagai penguncupan otot. Keberkesanan sistem tuas melakukan kerja bergantung kepada tiga faktor iaitu kedudukan daya, beban dan fulkrum. Kelas tuas ditentukan oleh relatif ketiga-tiga faktor diatas.  Secara umumnya, tuas kelas pertama berfungsi untuk keseimbangan, tuas kelas kedua untuk menjimatkan daya dan tuas kelas ketiga untuk menghasilkan kelajuan dan julat pergerakan yang berterusan.

3.2.3 SISTEM TENAGA

      Terdapat tiga jenis sistem tenaga dalam proses mensintesis Adenosine Trifosfat (ATP) iaitu sistem tenaga anaerobik alaktik, sitem anaerobik laktik dan juga sistem oksigen. Ketiga-tiga sistem tenaga ini dikelaskan melalui penggunaan kehadiran oksigen dalam proses jasad manusia menghasilkan tenaga bagi menjalankan sebarang aktiviti. Sistem anaerobic alaktik atau dikenali sebagai sistem fosfogen (ATP-PC) merupakan sistem tenaga yang berlaku dalam tempoh yang singkat, manakala dalam sistem anaerobik laktik

Ia memerlukan kehadiran oksigen dan berlaku di bawah tempoh tiga minit manakala sistem oksigen memerlukan oksigen untuk menghasilkan tenaga dan tempoh penggunaan bagi sitem tenaga ini berlaku dalam tempoh lebih daripada tiga minit. Kesemua sistem tenaga ini digunakan bergantung kepada intensiti dan jenis sukan yang disertai oleh atlit termasuklah dalam sukan sepak takraw.

3.3  SISTEM TENAGA

Semasa melakukan kemahiran servis kuda ini, iaitu semasa fasa lakuan, didapati terdapat penggunaan sistem tenaga Anaerobik Alaktik. Sistem tenaga ini juga dikenali sebagai sistem tenaga Fosfogen atau lebih dikenali juga dengan sistem tenaga Adenosina Trifosfat Fosfo-Kreatin (ATP-PC).

Sistem tenaga ini digunakan bagi aktiviti yang bersifat anaerobik, iaitu aktiviti yang tidak memerlukan kehadiran oksigen dan digunakan untuk aktiviti-aktiviti di bawah tempoh sepuluh saat serta berintensiti tinggi. Ini kerana sifat tenaga yang dihasilkan semasa pemecahan Adenosina Trifosfat (ATP) merupakan tenaga yang bersifat serta merta yang boleh digunakan oleh sel-sel otot untuk melakukan sebarang aktiviti. Secara umumnya, penghasilan sumber tenaga bagi sistem ATP-PC berlaku melalui proses pemecahan makanan dalam badan manusia, tetapi jika dilihat dalam proses yang lebih spesifik, sumber tenaga bagi sistem tenaga ini dihasilkan melalui simpanan ATP-PC yang terdapat dalam sel-sel otot, kerana dalam sel-sel otot tersebut  terdapat molekul fosfokreatin (PC) yang akan menghasilkan tenaga apabila dihuraikan dengan bantuan enzim Kreatin Kinase (CK).

Contohnya, semasa fasa lakuan dalam kemahiran melakukan servis kuda, seorang tekong hanya memerlukan masa kurang dari tiga saat dan semasa melakukan servis, tekong tersebut akan menggunakan tenaga yang telah dihasilkan melalui proses pemecahan makanan melalui sistem ATP-PC tadi. Proses pergerakan yang terlibat berlaku juga berlaku dalam masa kurang dari sepuluh saat dan begitu pantas serta berintensiti tinggi bagi menghasilkan satu servis yang tajam supaya tidak dapat dibalas oleh pihak lawan.

 

3.4 SISTEM TUAS

Terdapat banyak penggunaan sistem tuas semasa seseorang tekong melakukan servis kuda. Antaranya pada fasa pemulaan, semasa seseorang tekong dalam  keadaan bersedia untuk menerima bola daripada apit, didapati kaki yang bukan dominan akan menjadi sokongan manakala sebelah kakinya yang dominan akan bertindak untuk menyokong berat badan. Pada sebelah kaki tekong yang dominan, kakinya berada dalam keadaan berjengket atau dalam istilah anatominya disebut plantar-fleksi( rujuk rajah 3.4). Pergerakan tersebut merupakan sistem tuas bagi kelas kedua dimana beban terletak di antara daya dan fulkrum. Dalam keadaan tuas jasad tekong tersebut, hujung kaki bertindak sebagai fulkrum, penguncupan otot gastrocnemeus sebagai daya dan berat badan tekong tersebut sebagai beban. Seperti mana fungsi sistem tuas kelas kedua adalah untuk  mengatasi beban yang besar melalui penggunaan daya yang minimum, maka perlakuan tekong yang berjengket itu membantunya bagi mengatasi beban yang besar iaitu untuk menyokong berat badannya. Disinilah aplikasi penggunaan sistem tuas kelas kedua dapat dilihat. 

Selain itu, sistem tuas yang sama juga digunakan pada fasa lakuan melakukan servis kuda tetapi dengan fungsi yang berbeza. Pada fasa lakuan, hujung kaki tekong yang bukan dominan pula akan berjengket atau dalam keadaan plantar-fleksi. Fulkrum terletak pada bahagian hujung kaki bukan dominan tersebut, daya pula pada penguncupan otot di kaki bukan dominan itu dan berat badan tekong sebagai beban. Fungsinya adalah untuk menghasilkan daya gerakan pada kaki yang dominan semasa tekong melakukan servis kuda.(rujuk rajah 3.4 (a) hingga rajah 3.4 (c)).

Rajah 3.4 (a) hingga rajah 3.4 (c) menunjukkan penghasilan daya gerakan pada kaki dominan tekong secara bersiri dari perlahan sehingga laju.

 

 

Terdapat juga penggunaan sistem tuas kelas ketiga semasa servis ini dilakukan. Aplikasi penggunaan sistem tuas kelas ketiga ini dapat dilihat pada fasa lakuan semasa kaki dominan tekong melakukan kontak dengan bola takraw.  Dalam sistem tuas kelas yang ketiga, daya terletak diantara beban dan fulkrum dimana daya ialah penguncupan otot pada bahagian hujung kaki tekong yang dominan, fulkrum pada bahagian pergelangan sendi kaki iaitu di bahagian buku lali dan bola sebagai beban (rujuk rajah 3.4.1). Fungsinya adalah untuk menggunakan daya yang lebih besar tetapi dalam pergerakan pantas. Fungsi ini membantu tekong dalam menambahkan kelajuan bola apabila berlaku kontak bola dengan kaki tekong semasa melakukan servis kuda.  

 

3.5 HUKUM NEWTON

Hampir ketiga-tiga hukum Newton digunakan semasa tekong melakukan servis kuda dalam permainan sepak takraw. Hukum Newton yang pertama ialah hukum inersia yang merupakan rintangan terhadap sebarang perubahan. Hukum ini menyatakan bahawa sesuatu jasad akan kekal pegun atau terus bergerak melainkan terdapat daya dari luar yang bertindak ke atas jasad tersebut. Aplikasi hukum newton dalam sukan sepak takraw dapat dilihat pada fasa ikut lajak semasa melakukan servis kuda, iaitu apabila tekong mengawal badannya dengan mengikut lajak pergerakan selepas melakukan servis kuda supaya daya dapat dihasilkan semaksimum mungkin dan untuk mengekalkan keseimbangan. Secara logiknya, selepas pemain melakukan servis kuda, adalah amat mustahil baginya untuk terus berhenti dan berdiri tegak kerana daya pergerakan yang telah dihasilkan adalah kuat dan menyebabkan badannya akan mengikut lajak pergerakan servis(rujuk rajah 1.3 (a) hingga rajah 1.3 (c)). Inilah yang dikatakan inersia.

 Hukum Newton seterusnya yang terlibat ialah hukum pecutan. Hukum pecutan ini menyatakan bahawa daya ialah kadar perubahan momentum.ini bermaksud kadar perubahan sesuatu objek adalah berkadar terus kepada jumlah paduan daya yang bertindak ke atasnya dan hendaklah dalam arah yang sama dengan daya itu. Aplikasi hukum pecutan semasa tekong melakukan servis kuda dapat dilihat pada fasa lakuannya. Pada fasa lakuan semasa melakukan servis kuda, kaki dominan tekong akan melakukan kontak dengan bola takraw dengan kadar masa yang paling minimum yang mana kontak tersebut merupakan satu daya yang dihasilkan ke atas bola supaya dapat bergerak dengan laju ke arah pihak lawan dan tidak dapat dibalas. Tetapi terdapat faktor yang mempengaruhi hukum ini, iaitu faktor jisim bola takraw tersebut, iaitu semakin berat bola takraw digunakan maka semakin minimum la masa harus diambil untuk menghasilkan daya pecutan pada bola tersebut. Sebagai contoh, jika satu kilogram bola takraw disepak dengan menggunakan daya sepuluh Newton, maka pecutan yang dihasilkan ialah 10 ms-2. Tetapi jika daya yang sama dikenakan keatas bola takraw yang berjisim lima ratus gram, maka pecutan yang dihasilkan ialah 20 ms-2.  Apabila tekong tersebut ingin menghasilkan daya maksimum semasa melakukan servis maka dia perlulah melakukan servis dengan kadar masa yang paling minimum iaitu dengan pantas. 

Hukum Newton ketiga pula ialah hukum yang menyatakan bahawa bagi setiap tindakan akan terdapat reaksi yang sama magnitud tetapi berlaku pada berlainan arah. Hukum ini dikenali sebagai hukum aksi-reaksi. Aplikasi hukum aksi-reaksi terjadi pada fasa lakuan apabila tekong melakukan kontak dengan bola takraw semasa melakukan servis kuda. Semasa fasa lakuan, kaki tekong berada dalam keadaan plantar-fleksi dan ini merupakan sistem tuas kelas ketiga yang berfungsi untuk pergerakan pantas, dan penghasilan daya daripada penguncupan otot-otot di bahagian kaki akan ditukarkan menjadi suatu daya pecutan kepada bola serentak apabila kaki melakukan kontak dengan bola takraw. Secara umumnya, hukum aksi-reaksi terjadi dibawah keadaan tadi, dan semakin laju atlit melakukan pergerakan maka daya pecutan yang dihasilkan juga adalah sama dengan kelajuan tersebut.

3.6 APLIKASI PRINSIP BIOMEKANIK YANG LAIN

                Selain prinsip-prinsip biomekanik yang terdapat di atas, terdapat juga aplikasi prinsip-prinsip yang lain iaitu prinsip kestabilan dan prinsip penjanaan daya maksimum.

Sebagai contoh, semasa melakukan servis kuda terdapat aplikasi prinsip kestabilan digunakan. Prinsip ini mempunyai kaitan dengan daya daripada luar iaitu daya geseran. Menurut prinsip ini, daya geseran yang tinggi pada tempat kontak (sentuhan) permukaan dengan jasad akan menghasilkan situasi yang lebih stabil. Contohnya, penggunaan kasut sukan yang sesuai dengan gelanggang sukan sepak takraw mempunyai stabiliti sukan akan membantu memaksimumkan prestasi tekong tersebut semasa melakukan servis kuda.

            Prinsip seterusnya ialah prinsip penjanaan daya maksimum yang melibatkan paduan daya yang memerlukan interaksi segmen-segmen jasad ketika beraksi. Interaksi segmen jasad ini berlaku dengan aplikasi daya yang melibatkan kombinasi daya. Antara prinsip penjanaan daya secara maksimum ialah pemindahan momentum dimaksimumkan sekiranya jumlah paduan daya ketika bergerak adalah tinggi. Bagi tujuan ini, pada dari fasa permulaan hingga ke fasa ikut lajak tekong telah menggunakan seberapa banyak sendi yang relevan dengan aksi servis kuda  bagi menhasilkan paduan daya seperti sendi pergelangan buku lali, sendi lutut dan sendi di bahagian pinggang tekong tersebut. Pada prinsip yang lain pula menyatakan bahawa daya maksimum dapat dijana sekiranya jasad berkeadaan ekstensi penuh ketika fasa kontak dengan objek. Sebagai contoh, semasa melakukan servis kuda dalam sukan sepak takraw, semua sendi tekong berada dalam keadaan ekstensi penuh ketika fasa kontak bola takraw dengan kakinya supaya daya dihasilkan dengan maksimum dan langsung tidak dapat dibalas oleh pihak lawan.