Modul Biomekanika ini dapat dirancang dengan pendekatan kontekstual Biologi, sehingga konsep mekanika tidak hanya membahas benda secara umum, tetapi dikaitkan dengan gerak organisme, struktur tubuh, lokomosi, dan kerja sistem biologis.

Biomekanika

A. Identitas Modul

Mata Kuliah	Fisika Dasar untuk Jurusan Biologi
Program Studi	Pendidikan Fisika
Bobot	3 SKS (1 SKS Praktikum)
Topik	Biomekanika
Metode	Diskusi
Alokasi Waktu	2 Pertemuan 1. 2 x 150 menit tatap muka 2. 2 x 180 menit tugas terstruktur 3. 2 x 180 menit belajar mandiri

Tujuan Pembelajaran

1. Menjelaskan konsep dasar mekanika, meliputi posisi, jarak, perpindahan, kecepatan, percepatan, dan gerak.
2. Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak berdasarkan hukum Newton.
3. Menganalisis penerapan konsep mekanika dan dinamika pada berbagai fenomena biologis.
4. Menganalisis konsep usaha, energi, momentum, dan impuls dalam sistem biologis.

B. Materi Pembelajaran

Pertemuan I

1. Konsep Dasar Kinematika – Posisi, Jarak, Perpindahan, Percepatan, dan Gerak.
2. Gaya dan Gerak Benda Berdasarkan gerak Hukum Newton

Pertemuan II

1. Mekanika dan Dinamika dalam Sistem Biologis
   1. Gerak Manusia dalam Tinjauan Mekanika
2. Usaha, Energi, Momentum dan Impuls dalam Sistem Biologis.

C. Aktivitas Perkuliahan

I. Memperkirakan Kebutuhan Energi Harian

Mawar, sebut saja Mawar adalah seorang yang perhatian dengan gaya hidup sehat yang rutin jogging setiap sore sejauh 10 km. Berat badan (massa) Mawar sekitar 55 kg dengin tinggi 160 cm. Selain itu Mawar suka berjalan kaki dalam melaksanakan aktivitas sehari-hari di kantor dan berdasarkan catatan Aplikasi di Smartphone Mawar melakukan 10.000 langkah setiap hari. Jarak sejauh 7 km diluar dari kebiasaan jogging.

Pada pagi hari sebelum berangkat kerja, Mawar juga suka latihan ringan mengangkat barbel kecil sebesar 2 kg, sebanyak 50 kali, dengan asumsi jangkauan angkat barber mawar sejauh 50 cm.

Kegiatan-kegiatan tersebut membutuhkan energi yang dapat diperkirakan menggunakan persamaan-persamaan fisika. Sebelum menghitung mari kita membuat daftar kegiatan Mawar.

1. Mengangkat beban 2 kg, sebanyak 50 kali dengan jangkauan 50.
2. Berjalan sejauh 7 km setiap hari.
3. Berlari sejauh 10 km setiap hari.

I. Kebutuhan energi mengangkat barber

Energi minimum yang dibutuhkan untuk mengangkat barbel adalah energi potensial barbel itu sendiri ketika berada di puncak.

Dik

• m = 2 kg
• h = 0,5 m
• g = 10 m/s² (Asumsi)

E = (m.g.h). (50)

E = (2)(10)(0,5)(50) = 500 J

Jadi kebutuhan energi mengangkat barber 500 J.

II. Kebutuhan Jogging dan Jalan

Energi Jogging dan jalan tidak lain Usaha yang dilakukan Mawar untuk memindahkan massa tubuhnya (55 kg) sejauh 10 Km saat joging dan 7 km saat jalan. Dalam fisika, Usaha hanya dihitung berdasarkan perpindahannya bukan proses perpindahannya makam baik jalan maupun berlari kebutuhan energi dianggap sama untuk setiap km*. Dengan demikian Energi minimum yang dibutuhkan adalah

E = W

E = F.s

Dimana F tidak lain berat tubuh Mawar itu sendiri!

E = m.g.s

E = (55)(10)(17.000) = 9.350.000 J.

III. Kebutuhan Kalori Mawar

Berdasarkan perhitungan di atas, menunjukkan kebutuhan energi minimum mawar adalah

E = 9.350.000 J + 500 J = 9.350.500 J

Jika 1 Joule setara dengan 0,24 Kal, maka kebutuhan energi Mawar dalam Kalori adalah

\[9.350.500 J \frac{0,24 Kal}{1 J} = 2234,823136 Kal\]

Dengan demikian Mawar membutuhkan 2234,82 Kal.

Dari mana Energi ini berasal? Tentu saja dari Makakan yang dimakan Mawar. Kita Asumsikan Mawar makan Nasi Padang. Menurut Halodokter, rata-rata Nasi Padang mengandung

Jumlah kalori sangat bergantung pada pilihan lauk, jumlah nasi, dan siraman kuah:

• Nasi putih (200g): ±175 – 260 kalori
• Rendang daging (1 potong): ±195 – 450 kalori (tergantung ukuran dan kepekatan santan)
• Ayam pop (1 potong): ±130 – 250 kalori
• Gulai ayam (1 potong): ±185 – 220 kalori
• Telur balado / dadar: ±120 – 250 kalori
• Sayur nangka & kuah gulai: ±50 – 100 kalori.

Jika Mawar Makan Nasi Putih, Dengan Lauk Ayam Pop dan Sayur Nangka Kuah Gulai, maka 1 Porsi Makanan Mawar adalah

E = 260 Kal + 250 Kal + 100 Kal = 610 Kal.

Maka Energi Masukan mawar 610 Kal untuk memenuhi kebutuhan Kalor Mawar 2234,82 Kal maka mawar harus makan 4 porsi Nasi padang agar surplus, namun jika Mawar hanya maka 2 Kali, maka kekurangan kalori yang dibutuhkan mawar akan diambil dari cadangan energi di Lemak.

II. Tugas Analisis Studi Kasus.

Buatlah sebuah catatan harian terkait dengan kegiatan anda di Hari libur seperti Sabtu dan Minggu. Kemudian Buatlah List kebutuhan energi yang dibutuhkan tubuh anda lalu sajikan dalam bentuk berikut

A. Identitas Diri

Nama
NIM
Berat Badan	… (kg)
Tinggi Badan	… (cm)

B. Aktivitas Harian

No	Kegiatan	Kebutuhan Energi (Kal)
1
2
3
4
…

C. Menu Konsumsi Hari Ini

No	Menu	Porsi	Energi (Kal)
1
2
3
4
…

Hitung Kondisi Energi Anda, Apakah Surplus atau Defisit.

Catatan :

1. Untuk beberapa kegiatan/aktivitas silahkan yang sulit dihitung anda bisa cari data di artikel/jurnal dan cantumkan artikelnya.
2. Data kalori yang dihasilkan dari makanan yang anda makan juga bisa dicari di artikel jurnal, lalu cantumkan.

Seluruh tabel ini ditaruh di bagian Hasil di laporan yang anda susun.

Format Laporan

A. Pendahuluan
B. Rumusan Masalah
C. Kajian Teori (Artikel dan Buku)
D. Metode Studi Kasus
E. Hasil
F. Pembahasan
G. Kesimpulan