asas biomekanik t5

DAYA DAN PERGERAKANDAYA DAN PERGERAKAN DAYADAYA :: diertikan sebagai tolakan diertikan sebagai tolakan

atau tarikan . atau tarikan .

Kesan daya :Kesan daya : Jasad pegun menjadi bergerakJasad pegun menjadi bergerak Jasad bergerak menjadi pegunJasad bergerak menjadi pegun Jasad berubah arah pergerakanJasad berubah arah pergerakan

Definisi Daya :Definisi Daya :Hasil darab jisim dengan pecutan @ F = maHasil darab jisim dengan pecutan @ F = ma[ F = daya[ F = daya m = jisimm = jisim a = pecutan ]a = pecutan ]

Daya dicirikan dalam bentuk :Daya dicirikan dalam bentuk :– MagnitudMagnitud– ArahArah– Titik aplikasiTitik aplikasi– Garis tindakanGaris tindakan

KOMPONEN DAYAKOMPONEN DAYA Daya mendatarDaya mendatar Daya menegakDaya menegak

* Nilai daya ( F ) * Nilai daya ( F ) adalah daya adalah daya paduanpaduan

Semasa lonjakan , Semasa lonjakan , daya mendatar ( R) daya mendatar ( R) mengurangkan mengurangkan velositi mendatar velositi mendatar dan komponen dan komponen menegak menegak membantu membantu mngekalkan mngekalkan velositi menegak .velositi menegak .

VELOSITIVELOSITI

Didefinisikan sebagai perubahan kadar Didefinisikan sebagai perubahan kadar sesaran dalam satu jangka masa sesaran dalam satu jangka masa

Unit ialah msUnit ialah ms¯¹¯¹

Merupakan kuantiti vektor [ ada magnitud Merupakan kuantiti vektor [ ada magnitud dan arahdan arah

Velositi linear boleh dikira melalui rumus:Velositi linear boleh dikira melalui rumus:

= Perubahan Sesaran = d ___________________

Perubahan Masa t

v

Contoh :Contoh :Kita dapat mengira purata velositi Kita dapat mengira purata velositi seorang perenang yang menyeberangi seorang perenang yang menyeberangi tasik 1 km lebar dalam masa 30 minit tasik 1 km lebar dalam masa 30 minit menggunakan formula berikut :menggunakan formula berikut :

v = 1000 meter__________

30 x 60 saat

= 3.33 ms¯¹

Velositi AngularVelositi Angular

Velositi bersudut didefinisikan sebagai kadar Velositi bersudut didefinisikan sebagai kadar perubahan sesaran bagi jangka masa perubahan sesaran bagi jangka masa tertentutertentu

Velositi bersudut dalam raket semasa servis Velositi bersudut dalam raket semasa servis yang dilakukan oleh seorang pemain yang dilakukan oleh seorang pemain profesional lelaki dicatatkan dalam profesional lelaki dicatatkan dalam lingkungan 190lingkungan 190° hingga 220° darjah / saat ° hingga 220° darjah / saat [ 33.2 – 38.4 rad / saat ][ 33.2 – 38.4 rad / saat ]

Velositi bersudut dikira menggunakan Velositi bersudut dikira menggunakan formulaformulaVelositi bersudutVelositi bersudut = = Perubahan sesaran posisi Perubahan sesaran posisi

bersudutbersudut

Perubahan masaPerubahan masa

= σ

t

= darjah / saat

Pecutan LinearPecutan Linear Kadar perubahan velositi . Dinyatakan dalam unit ms¯² Merupakan kuantiti vektor kerana ada

magnitud dan arah . Dikira dengan gunakan formula :

a = Perubahan velositiPerubahan masa

= V – Ut₂- t₁

@ ᇫ Vt

V = velositi akhir

U = velositi awal

Contoh : Pecutan seorang pelari yang berlepas dari blok permulaan dan mencapai velositi 4 ms¯¹ dalam masa 5 saat ialah = ?

V= 4 ms¯¹ U = 0 ms¯¹ t = 5 saat

a = v – u t

= 4 ms¯¹ - 0 ms¯¹ 5 saat

= 0.8 ms¯²

Pecutan BersudutPecutan Bersudut

Kadar perubahan velositi bersudut .Kadar perubahan velositi bersudut . Dinyatakan dalam unit darjah / saat ² atau Dinyatakan dalam unit darjah / saat ² atau

radian / saat ²radian / saat ²Formula Pecutan bersudut :Formula Pecutan bersudut :

== Perubahan velositi Perubahan velositi bersudutbersudut

Perubahan masaPerubahan masa

== ω₂- ω₁ω₂- ω₁ t₂- t₁t₂- t₁

= = ᇫᇫ ωωᇫᇫ tt

Contoh :Contoh :

Berapakah pecutan bersudut bagi seorang Berapakah pecutan bersudut bagi seorang pemain golf yang mengambil masa 0.8 pemain golf yang mengambil masa 0.8 saat dengan memukul bola pada velositi saat dengan memukul bola pada velositi bersudut 1.2 rad / s .bersudut 1.2 rad / s .

== ω₂- ω₁ω₂- ω₁ t₂- t₁t₂- t₁

== 1.2 rad / s – 01.2 rad / s – 0 0.8 saat0.8 saat

= 1.5 rad / s²= 1.5 rad / s²

MomentumMomentum

Kuantiti pergerakan yang wujud pada Kuantiti pergerakan yang wujud pada sesuatu jasad yang bergeraksesuatu jasad yang bergerak

Formula mengira momentum :Formula mengira momentum :

M = m x vM = m x v

m = jisimm = jisim v = velositi [ms¯¹ ]v = velositi [ms¯¹ ]

Objek pegun tiada momentum kerana Objek pegun tiada momentum kerana velositi awalnya sifar .Perubahan velositi awalnya sifar .Perubahan momentum dalam kebanyakan momentum dalam kebanyakan keadaan disebabkan oleh perubahan keadaan disebabkan oleh perubahan velositi .velositi .

Momentum juga adalah kuantiti Momentum juga adalah kuantiti vektor seperti velositi .vektor seperti velositi .

Contoh :Contoh :

Kira momentum bagi pelari pecut Kira momentum bagi pelari pecut berjisim 70 kg yang berjaya berjisim 70 kg yang berjaya mencapai halaju maksimum 11 mencapai halaju maksimum 11 ms¯¹ .ms¯¹ .

M M = = m x vm x v

== 70 X 1170 X 11

== 770 kgms¯¹770 kgms¯¹

ImpulsImpuls

Masa tindakan dayaMasa tindakan daya

Perubahan momentum berlaku apabila Perubahan momentum berlaku apabila daya ekstrinsik bertindak ke atas jasaddaya ekstrinsik bertindak ke atas jasad

Perubahan momentum berlaku Perubahan momentum berlaku disebabkan oleh daya yang bertindak disebabkan oleh daya yang bertindak dan jumlah tindakan daya yang dan jumlah tindakan daya yang dikenakan .dikenakan .

Nilai magnitud perubahan momentum Nilai magnitud perubahan momentum adalah sama dengan magnitud impuls .adalah sama dengan magnitud impuls .

Formula di bawah membuktikan Formula di bawah membuktikan persamaan impuls dan perubahan persamaan impuls dan perubahan momentum dayamomentum daya : :

F F = = mama== m ( v – u )m ( v – u )

tt= = mv – mumv – mu

tt== m ( v – u )m ( v – u )

tt= = mm ᇫᇫ vv tt

FtFt =impuls=impuls ᇫᇫmm =perubahan =perubahan momentummomentum

Daya reaksiDaya reaksiTindakan daya yang bersudut tepat ke atas dua Tindakan daya yang bersudut tepat ke atas dua permukaan yang bersentuhan .permukaan yang bersentuhan .

Contoh :Contoh :

Daya yang dihasilkan tangan semasa Daya yang dihasilkan tangan semasa melakukan tekan tubi menghasilkan daya reaksi melakukan tekan tubi menghasilkan daya reaksi yang sama dalam arah yang bertentangan yang sama dalam arah yang bertentangan

Daya GeseranDaya Geseran

Daya yang dikenakan ke atas permukaan yang Daya yang dikenakan ke atas permukaan yang bersentuhan dalam arah yang bertentanganbersentuhan dalam arah yang bertentangan . .

Daya Geseran

Rajah menunjukkan cara daya geseran mempengaruhi pergerakan

• Lebih mudah menolak objek seperti meja Lebih mudah menolak objek seperti meja daripada menariknya kerana semasa daripada menariknya kerana semasa menarik , magnitud F dan R dikurangkan menarik , magnitud F dan R dikurangkan

• Semasa menolak , magnitud F dan R Semasa menolak , magnitud F dan R ditingkatkanditingkatkan

DAYA SENTRIPETAL DAN SENTRIFUGALDAYA SENTRIPETAL DAN SENTRIFUGAL

Digunakan serentak apabila objek mencapaiDigunakan serentak apabila objek mencapaivelositi di sepanjang lorong selekoh .velositi di sepanjang lorong selekoh .

Sentrifugal Sentrifugal :: daya yang bertindak ke luar daya yang bertindak ke luar dari aksi putaran . dari aksi putaran .

SentripetalSentripetal :: daya yang bertindak ke arahdaya yang bertindak ke arahaksi putaran aksi putaran

Diterima bagi aktiviti melibatkan aktiviti Diterima bagi aktiviti melibatkan aktiviti penggunaan raket , kayu golf dan kayu pemukul.penggunaan raket , kayu golf dan kayu pemukul.

Magnitud daya bergantung kepada jisim , laju Magnitud daya bergantung kepada jisim , laju dan radius jasad berputardan radius jasad berputar . .

Cara daya sentrifugal dan sentripetal

bertindak bagi acara baling tukul besi

DAYA RINTANGAN UDARADAYA RINTANGAN UDARA

Akan menentukan cara projektil bergerak di Akan menentukan cara projektil bergerak di udara udara

Dikenali “ Daya Heretan Aerodinamik ” .Dikenali “ Daya Heretan Aerodinamik ” . Bergantung kepada sifat fizikal objek seperti Bergantung kepada sifat fizikal objek seperti

saiz , bentuk dan jenis permukaan serta saiz , bentuk dan jenis permukaan serta velositi udara melalui objek .velositi udara melalui objek .

Kebanyakan acara sukan berlaku seperti Kebanyakan acara sukan berlaku seperti berikut: berikut: Objek dilepaskan atau dipukulObjek dilepaskan atau dipukul Atlit memprojekkan diri ke udaraAtlit memprojekkan diri ke udara

Daya rintangan udaraDaya rintangan udara

DAYA JULANGAN AERODINAMIKDAYA JULANGAN AERODINAMIK Perbezaan kelajuan udara di bahagian atas Perbezaan kelajuan udara di bahagian atas

dan bawah terhasil apabila aliran udara dan bawah terhasil apabila aliran udara melalui bentuk yang aerofoil .melalui bentuk yang aerofoil .

Perbezaan kelajuan akan menghasilkan Perbezaan kelajuan akan menghasilkan perbezaan tekanan.perbezaan tekanan.

Kawasan velositi tinggi bertekanan rendah .Kawasan velositi tinggi bertekanan rendah . Kawasan velositi rendah bertekanan tinggi .Kawasan velositi rendah bertekanan tinggi . Daya julangan dihasilkan secara bersudut Daya julangan dihasilkan secara bersudut

tepat dengan permukaan dari kawasan tepat dengan permukaan dari kawasan tekanan tinggi ke kawasan tekanan rendah .tekanan tinggi ke kawasan tekanan rendah .

Daya julangan ini perlu dihasilkan oleh ahli Daya julangan ini perlu dihasilkan oleh ahli sukan supaya objek dapat bergerak lebih laju sukan supaya objek dapat bergerak lebih laju dengan mencondongkan objek secara relatif dengan mencondongkan objek secara relatif dengan arah angin .dengan arah angin .

[ contoh : ketika melempar cakera ] [ contoh : ketika melempar cakera ]

JENIS –JENIS DAYAJENIS –JENIS DAYA

Daya Intrinsik dan Ekstrinsik Daya Intrinsik dan Ekstrinsik mempengaruhi kualiti pergerakan .mempengaruhi kualiti pergerakan .

Contoh :Contoh : Pusat graviti bola golf tidak Pusat graviti bola golf tidak

berubah sehingga daya ekstrinsik berubah sehingga daya ekstrinsik dikenakan ke atas bola . dikenakan ke atas bola .

Daya intrinsik wujud di dalam bola Daya intrinsik wujud di dalam bola apabila berlaku kontak antara kayu apabila berlaku kontak antara kayu pemukul dengan bola golf .pemukul dengan bola golf .

(a)(a) Daya Intrinsik ( dalaman )Daya Intrinsik ( dalaman ) Dihasilkan secara konsentrik apabila otot Dihasilkan secara konsentrik apabila otot

menguncup semasa esentrik dan bertindak menguncup semasa esentrik dan bertindak ke atas tulang bagi menghasilkan ke atas tulang bagi menghasilkan pergerakan .pergerakan .

Daya tarikan dihasilkan apabila otot Daya tarikan dihasilkan apabila otot menguncup sepanjang dimensinya .menguncup sepanjang dimensinya .

(b)(b) Daya EkstrinsikDaya Ekstrinsik Bertindak ke atas jasad bagi memulakan Bertindak ke atas jasad bagi memulakan

pergerakan , menghentikan pergerakan dan pergerakan , menghentikan pergerakan dan mengubah bentuk serta arah pergerakan .mengubah bentuk serta arah pergerakan .

Dalam permainan ragbi , pemain Dalam permainan ragbi , pemain menggunakan daya luaran semasa menggunakan daya luaran semasa membuat takel bagi menyekat pergerakan membuat takel bagi menyekat pergerakan lawan . lawan .

TINDAKAN DAYA KE ATAS SISTEM TINDAKAN DAYA KE ATAS SISTEM MEKANIKAL JASADMEKANIKAL JASAD

(a)(a) MAGNITUD DAYAMAGNITUD DAYA Beberapa banyak daya dikenakan . Berkadar terus .Beberapa banyak daya dikenakan . Berkadar terus . Magnitud daya otot berkadar terus dengan :Magnitud daya otot berkadar terus dengan :

(i)(i) Saiz dan bilangan fiber otot yang mengenakan Saiz dan bilangan fiber otot yang mengenakan tekanantekanan(ii)(ii) Kelajuan fiber otot menguncupKelajuan fiber otot menguncup

Ketegangan maksimum berlaku apabila otot yang aktif Ketegangan maksimum berlaku apabila otot yang aktif diregang dengan cepat .diregang dengan cepat .

Contoh :Contoh :Semasa melakukan aksi lompat tinggi , fleksi lutut Semasa melakukan aksi lompat tinggi , fleksi lutut dilakukan dengan cepat bagi meregang otot kuadrisep dilakukan dengan cepat bagi meregang otot kuadrisep sebelum melonjak . Otot akan menghasilkan ketegangan sebelum melonjak . Otot akan menghasilkan ketegangan maksimum apabila fiber otot diregang melebihi panjang maksimum apabila fiber otot diregang melebihi panjang fiber otot semasa rehat .fiber otot semasa rehat .

(b)(b) ARAH DAYAARAH DAYA Arah aplikasi dayaArah aplikasi daya Contoh : Contoh : arah depan , arah belakang , arah depan , arah belakang ,

arah atas , arah bawah dan bersudut tepat arah atas , arah bawah dan bersudut tepat dengan permukaan .dengan permukaan .

(c)(c) TITIK APLIKASITITIK APLIKASI Lokasi aplikasi daya pada pusat graviti Lokasi aplikasi daya pada pusat graviti

jasad.jasad.

(d)(d) GARIS TINDAKANGARIS TINDAKAN Dikenali garis daya . Dikenali garis daya . Garis lurus yang dipanjangkan melalui titik Garis lurus yang dipanjangkan melalui titik

aplikasi aplikasi serta arah tindakan daya . serta arah tindakan daya .

Hukum NewtonHukum Newton

: : Untuk menjelaskan sifat pergerakan .Untuk menjelaskan sifat pergerakan .

((i)i) HUKUM NEWTON PERTAMA [ HUKUM INERSIA HUKUM NEWTON PERTAMA [ HUKUM INERSIA ]]

Inersia bermakna rintangan terhadap sebarang Inersia bermakna rintangan terhadap sebarang perubahan .perubahan .

Menurut hukum ini :Menurut hukum ini :Jasad akan terus pegun atau bergerak dalam satu Jasad akan terus pegun atau bergerak dalam satu garis lurus kecuali sesuatu daya bertindak ke atas garis lurus kecuali sesuatu daya bertindak ke atas jasad tersebut . jasad tersebut .

Bola akan kekal pegun jika tiada aplikasi daya Bola akan kekal pegun jika tiada aplikasi daya ekstrinsik bertindak ke atasnya .ekstrinsik bertindak ke atasnya .

Bola yang sedang bergerak akan terus bergerak Bola yang sedang bergerak akan terus bergerak jika tiada rintangan udara atau geseran jika tiada rintangan udara atau geseran permukaan badan atau sesiapa yang cuba permukaan badan atau sesiapa yang cuba menghentikannya . menghentikannya .

(ii)(ii) HUKUM NEWTON KEDUA [ HUKUM PECUTAN ]HUKUM NEWTON KEDUA [ HUKUM PECUTAN ] Menurut hukum ini :Menurut hukum ini :

Daya ialah kadar perubahan momentumDaya ialah kadar perubahan momentumF F = = mv – mumv – mu

tt== m ( v – u )m ( v – u )

t tFF = = mama

Contoh :Contoh : Sekiranya bola 1kg disepak dengan Sekiranya bola 1kg disepak dengan daya 10N , maka pecutan yang dihasilkan ialah daya 10N , maka pecutan yang dihasilkan ialah 10ms¯² . 10ms¯² .

Jika daya yang sama dikenakan ke atas bola Jika daya yang sama dikenakan ke atas bola berjisim 2kg , maka pecutannya ialah 5ms¯² . berjisim 2kg , maka pecutannya ialah 5ms¯² .

Jika atlit ingin memaksimumkan penghasilan daya , Jika atlit ingin memaksimumkan penghasilan daya , beliau perlu melakukan dengan pantas : beliau perlu melakukan dengan pantas : [ nilai t (masa) paling minimum serta [ nilai t (masa) paling minimum serta memaksimumkan nilai akhir velositi . ] memaksimumkan nilai akhir velositi . ]

(iii)(iii) HUKUM NEWTON KETIGA HUKUM NEWTON KETIGA

[ HUKUM AKSI REAKSI ][ HUKUM AKSI REAKSI ] Menurut hukum ini :Menurut hukum ini :

Setiap aksi akan wujud reaksi yang Setiap aksi akan wujud reaksi yang sama dan bertentangan arah .sama dan bertentangan arah .

ContohContoh :: Apabila atlit meninggalkan blok Apabila atlit meninggalkan blok

permulaan , daya yang membantu permulaan , daya yang membantu atlit bergerak ke hadapan adalah atlit bergerak ke hadapan adalah sama dengan daya yang menolak sama dengan daya yang menolak blok permulaan .blok permulaan .

PRINSIP DAN APLIKASIPRINSIP DAN APLIKASI

1.1. STABILITISTABILITI

Objek akan kekal pegun atau stabil apabila Objek akan kekal pegun atau stabil apabila paduan daya yang bertindak ke atas objek paduan daya yang bertindak ke atas objek adalah sifar .adalah sifar .

Stabiliti dicapai bila daya yang dikenakan Stabiliti dicapai bila daya yang dikenakan dalam sebarang arah dapat diseimbangkan dalam sebarang arah dapat diseimbangkan oleh daya yang sama bertindak dalam arah oleh daya yang sama bertindak dalam arah bertentangan . bertentangan .

Prinsip kestabilanPrinsip kestabilan Lebih dekat garisan graviti berada di Lebih dekat garisan graviti berada di

pusat tapak sokongan maka lebih stabil.pusat tapak sokongan maka lebih stabil.

Tapak sokongan lebih besar meningkatkan Tapak sokongan lebih besar meningkatkan kestabilan .kestabilan .

Lebih rendah pusat graviti berbanding tapak Lebih rendah pusat graviti berbanding tapak sokongan akan meningkatkan kestabilan .sokongan akan meningkatkan kestabilan .

• Kestabilan berkurangan jika satu segmen Kestabilan berkurangan jika satu segmen badan bergerak jauh dari garisan graviti badan bergerak jauh dari garisan graviti

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESTABILANFAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESTABILAN

((a)a) Garisan GravitiGarisan Graviti Kestabilan berkurang jika pusat graviti beralih dari Kestabilan berkurang jika pusat graviti beralih dari

kawasan tapak sokongan .kawasan tapak sokongan .

(b)(b) PegunPegun Objek pegun lebih stabil dari yang bergerak .Objek pegun lebih stabil dari yang bergerak .

(c)(c) InersiaInersia Objek yang mempunyai inersia tinggi lebih stabil Objek yang mempunyai inersia tinggi lebih stabil

daripada objek yang mempunyai inersia rendah .daripada objek yang mempunyai inersia rendah .

(d)(d) Luas TapakLuas Tapak Objek dengan tapak yang luas adalah lebih stabilObjek dengan tapak yang luas adalah lebih stabil

Contoh : Berdiri mengangkang lebih stabil Contoh : Berdiri mengangkang lebih stabil daripada merapatkan kaki .daripada merapatkan kaki .

(e)(e) JisimJisim Objek lebih stabil Objek lebih stabil

apabila beratnya apabila beratnya tertumpu pada tapak tertumpu pada tapak sokongan .sokongan .

(f)(f) Pusat GravitiPusat Graviti Objek lebih stabil jika Objek lebih stabil jika

pusat graviti lebih pusat graviti lebih rendah rendah

PENGHASILAN DAYA MAKSIMUMPENGHASILAN DAYA MAKSIMUM

Boleh dihasilkan melalui :Boleh dihasilkan melalui :

Menggunakan atau memaksimumkan Menggunakan atau memaksimumkan penggunaan semua sendi yang ada penggunaan semua sendi yang ada pada anggota badan .pada anggota badan .

Menggunakan sendi mengikut urutanMenggunakan sendi mengikut urutan Menggunakan otot besar dan Menggunakan otot besar dan

kemudiannya otot kecilkemudiannya otot kecil Memindahkan semua daya ke satu arah Memindahkan semua daya ke satu arah

Pergerakan atlit dimulakan dengan pinggang Pergerakan atlit dimulakan dengan pinggang , tulang belakang , bahu , sendi bahu dan , tulang belakang , bahu , sendi bahu dan

tangantangan