MATERI BELAJAR SISWA SMP KELAS VIII
SISTEM RANGKA DAN OTOT PADA MANUSIA SERTA PESAWAT SEDERHANA OLEH YUMNA SOLICHATUN YUSRO
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTASA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2015
Sebelum mempelajari lebih dalam materi tentang rangka ,pelajari diagram berikut!
Rangka dan Otot pada Manusia
1. Struktur dan Fungsi Rangka pada Manusia 2. Struktur dan Fungsi Otot pada Manusia 3. Kelainan pada Sistem Gerak Manusia
1. Struktur dan Fungsi Rangka pada Manusia
a. Pentingnya Rangka bagi Tubuh Manusia
Mari perhatikan sekeliling kita, pohon-pohon besar, gedung-gedung bertingkat, dapat berdiri kokoh tanpa lunglai.Hal itu disebabkan oleh adanya dinding sel pada tumbuhan yang menopangnya dan adanya kerangka bangunan. Begitu pula dengan manusia, , untuk dapat berdiri dengan tegak, manusia membutuhkan rangka untuk menopangnya, untuk dapat menggerakkan tangan dan kaki dalam setiap aktivitas sehari-hari ,manusia membutuhkan rangka yang menyusunnya, rangka sangatlah penting bagi kehidupan manusia tanpa adanya rangka tubuh kita tidak bisa berdiri dengan tegak dan tidak bisa duduk karena tidak ada bagian yang menopangnya.
Rangka dianalogikan sebagai sebuah kerangka bangunan yang menjadi dasar berdirinya bangunan tersebut, tanpa kerangka , bangunan tidak akan dapat berdiri dengan tegak dan akan mudah roboh. Sistem rangka merupakan kumpulan ulang penyusun dan penyokong tubuh manusia. (Sri Pujiyanto,2012:67)
b. Fungsi Sistem Rangka bagi Tubuh Manusia
Ada beberapa fungsi utama sistem rangka bagi tubuh kita, yaitu:
1. memberikan bentuk dan mendukung tubuh kita;
2. melindungi organ internal atau organ dalam, misal tulang rusuk melindungi jantung dan paru- paru, tulang tengkorak melindungi otak;
3. tempat menempelnya otot yang merupakan alat gerak aktif yang dapat menggerakkan tulang;
4. tempat dibentuknya sel darah, yaitu pada bagian sumsum tulang (jaringan lunak yang terdapat di bagian tengah tulang).
c. Struktur Tulang
Tulang-tulang yang menyusun rangka ada 2 jenis, yaitu tulang keras dan tulang rawan.
Tulang keras atau tulang sejati memiliki sifat keras dan lebih banyak mengandung zat kapur.
Tulang rawan merupakan tulang yang lunak, antara lain tulang yang menyusun tulang hidung, telinga, dan persendian. Tulang rawan tersusun atas kolagen protein yang liat dan kenyal serta elastin protein yang lentur. Tulang pada bayi banyak tersusun atas tulang rawan.
Sumber gambar :Siti Zubaidah,dkk.2014 Gambar tersebut adalah tulang pipa.Tulang pipa bekerja sebagai pengungkit pada tubuh.Jika kita perhatikan tulang tersebut ternyata tidak lurus seperti pipa, melainkan membesar pada bagian ujung ujungnya.Bagian yang membesar tersebut dinamakan epifisis.Bagian tulang yang berada di antara epifisis dinamakan diafisis.Pada bagian epifisisberbentuk bulat serta terdapat titik-titik kasar pada bagian ujung, terdapatlekukan, tonjolan, dan lubang.Masing- masing bagian ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda.Lekukan dan tonjolan berfungsi sebagai tempat menempelnya otot.Lubang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya pembuluh-
pembuluh darah dan saraf.Antara diafisis dan epifisis terdapat cakra epifisis, yang terdiri atas tulang rawan dan mengandung osteoblast(calon osteosit). Cakra epifisis inilah yang berperan dalam proses bertambah panjangnya tulang pipa.
Rangka pada manusia terdiri atas 3 bagian, yaitu tengkorak, badan, dan anggota gerak.
1. Tengkorak
Tengkorak terdiri atas tengkorak wajah (muka) dan tengkorak pelindung otak.
a. Tengkorak wajah (muka)
Tengkorak wajah terdiri atas tulang-tulang sebagai berikut.
1) Tulang rahang atas
Tulang ini berjumlah 2 buah, merupakan tempat melekatnya gigi atas serta membatasi dinding rongga hidung.
2) Tulang rahang bawah
3) Tulang rahang bawah berbentuk huruf U dengan setiap ujungnya membentuk 2 cabang.
Setiap ujung cabang tersebut mempunyai bentuk menyerupai benjolan yang merupakan tempat tertanamnya gigi bawah.
3) Tulang langit-langit
Tulang langit-langit terdiri atas 2 buah tulang yang memisahkan rongga mulut dengan rongga hidung.
4) Tulang pipi
Tulang pipi terdiri atas 2 buah tulang. Tulang pipi bergabung dengan tulang pelipis membentuk lengkung tulang pipi dan rongga mata dari bagian samping dan bawah.
Tulang pisau luku terdiri atas 2 buah tulang. Tulang ini merupakan bagian bawah dari sekat rongga hidung juga merupakan bagian dari tulang muka. Rongga hidung juga ditutupi dengan dua buah tulang.
b. Tengkorak pelindung otak
Tengkorak pelindung otak terdiri atas tulang-tulang sebagai berikut.
1) Tulang pelipis 2) Tulang ubun-ubun 3) Tulang tapis 4) Tulang dahi 5) Tulang baji
6) Tulang belakang kepala 2. Tulang Badan
Tulang badan terdiri atas lima
macam tulang, yaitu tulang belakang, tulang rusuk, tulang dada, tulang bahu,dan tulang panggul.
a) Tulang belakang
Tulang belakang tersusun oleh lima jenis tulang, yaitu tulang leher, tulang punggung, tulang kelangkang, dan tulang ekor. Bentuk tulang belakang melengkung menyerupai huruf S berfungsi untuk menjaga keseimbangan badan. Tulang leher terdiri atas 7 ruas. Ruas pertama tulang leher disebut tulang atlas, sedangkan ruas kedua dari tulang leher disebut tulang pemutar. Tulang punggung sebanyak 12 ruas, tulang pinggang 5 ruas, tulang kelangkang 5 ruas, dan tulang ekor 4 ruas. Semua ruas tulang tersebut menyusun rangka tulang belakang.
b) Tulang rusuk
Tulang rusuk terdiri atas:
1) Rusuk sejati
Rusuk sejati berjumlah 7 pasang. Bagian belakang dari rusuk sejati melekat pada ruas-ruas tulang punggung dan bagian depan melekat pada tulang dada.
2) Rusuk palsu
Rusuk palsu berjumlah 3 pasang, berhubungan langsung dengan tulang belakang. Bagian depan rusuk palsu melekat pada tulang rusu di atasnya.
3) Rusuk melayang
4) Tulang rusuk melayang pada bagian belakangnya melekat pad tulang punggung sedangkan bagian depan melayang.
c) Tulang dada
Terdiri atas 3 bagian, yaitu bagian hulu, badan (terdiri atas tulan sejati), dan taju pedang (tersusun oleh tulang rawan). Bagian hul merupakan tempat melekatnya tulang selangka, sedangkan bagian bada merupakan tempat melekatnya tujuh pasang tulang rusuk sejati.
d) Tulang bahu
Tulang bahu terdiri atas:
1) Tulang belikat, membentuk segitiga yang tipis, memiliki 2 tonjolan yang berbentuk mangkok sendi. Tonjolan yang satu disebut taju paruh gagak.
2) Tulang selangka, berbentuk huruf S, ujung satu melekat pada tulang dada, ujung yang lain melekat pada ujung bahu.
e) Tulang panggul
Terdiri atas tulang usus, tulang duduk, dan tulang kemaluan.
3. Tulang Anggota Gerak
Tulang anggota gerak terdiri atas dua bagian, yaitu tulang lengan (tulang anggota gerak atas) dan tulang kaki (tulang anggota gerak bawah).
a) Tulang Lengan
Tulang lengan tersusun oleh:
1) Bagian atas yang membentuk sendi peluru dengan tulang belikat.
Sistem Gerak pada Manusia Ilmu Pengetahuan Alam VIII 23
2) Bagian bawah yang membentuk sendi engsel dengan tulang hasta dan tulang pengumpil.
3) Tulang hasta yang membentuk tulang lengan bawah.
4) Tulang pangkal tangan yang merupakan rangka pergelangan tangan. Tulang pangkal tangan ini berjumlah 8 buah.
5) Tulang tapak tangan berjumlah 5 buah.
6) Tulang ruas-ruas jari tangan sebanyak 14 buah. Antara ruas satu dengan yang lain dihubungkan dengan sendi engsel sehingga bisa ditekuk dan digerak-gerakkan.
b) Tulang kaki
Tulang kaki terdiri atas:
1) Tulang paha yang pada bagian atasnya membentuk seperti tombol dan membentuk sendi peluru dengan tulang panggul.
2) Tulang kering, ukurannya besar dan kuat membentuk sendi engsel dengan tulang paha serta mempunyai tonjolan pada ujung bagian bawahnya yang disebut dengan mata kaki dalam.
3) Tulang betis, terdapat di belakang tulang kering. Pada bagian bawah tulang terdapat mata kaki luar. Tulang betis berfungsi sebagai tempat melekatnya otot kaki.
4) Tempurung lutut (patella) merupakan bagian dari tungkai.
5) Tulang pangkal kaki, berjumlah 7 buah. Tulang pangkal kaki ini antara satu dengan lainnya dihubungkan oleh jaringan pengikat yang membentuk suatu susunan.
Tulang yang terbesar berguna untuk tulang loncat dan tulang tumit.
6) Tulang tapak kaki, sebanyak 5 buah membentuk telapak kaki.
7) Ruas-ruas jari kaki, tersusun dari 14 ruas tulang.
d. Macam-macam Tulang pada Sistem Rangka Manusia
Bentuk tulang manusia dibedakan menjadi empat, yaitu tulang panjang, tulang pipih, tulang pendek, dan tulang tak beraturan. Coba perhatikan Gambar 2.4.
Selanjutnya, coba hitung ada berapa jumlah tulang yang menyusun jarijarimu
Tulang jari-jari adalah bagian dari sistem rangka manusia. Tahukah
kamu tulang penyusun sistem rangka manusia terdiri atas 206 tulang dengan ukuran dan bentuk yang berbeda-beda. Agar kamu mengetahui tulang-tulang penyusun sistem rangka manusia, perhatikan gambar berikut
1. Jenis Tulang
Secara umum tulang dibedakan menjadi tulang keras dan tulang rawan atau disebut juga kartilago. Kedua jenis tulang itu berbeda dalam hal bahan penyusunnya. Tulang keras tersusun atas campuran antara kalsium dan kolagen, sedangkan tulang rawan tersusun dari sel-sel tulang rawan yang sifatnya kenyal dan lentur. Contoh tulang keras, yaitu tulang tengkorak, tulang tangan, dan tulang kaki. Contoh tulang rawan adalah tulang hidung dan tulang telinga. Cobalah kamu renungkan apa yang terjadi seandainya kakimu tersusun dari tulang rawan sedangkan telingamu tersusun dari tulang keras.
2. Bentuk Tulang
Tulang-tulang yang menyusun tubuh kita sangat banyak jumlahnya. Berdasarkan bentuknya, tulang penyusun tubuh kita dapat dibedakan menjadi empat jenis, yaitu tulang pipa, tulang pendek, tulang pipih, dan tulang tidak beraturan.
a. Tulang Pipa
Tulang ini memiliki bentuk sesuai namanya, berbentuk pipa. Tulang ini memiliki bentuk memanjang dan tengahnya berlubang. Contohnya adalah tulang paha, tulang betis, dan tulang lengan.
b.Tulang Pendek
Tulang pendek memiliki bentuk sesuai dengan namanya berbentuk pendek.
Tulang ini bersifat ringan dan kuat. Meskipun tulang ini pendek, tulang ini mampu menahan beban yang cukup berat. Contohnya adalah tulang pergelangan tangan, telapak tangan, dan telapak kaki.
c.Tulang Pipih
Tulang ini memiliki bentuk pipih seperti pelat. Contoh dari tulang pipih adalah tulang penyusun tengkorak, tulang rusuk, dan tulang dada.
d. Tulang tidak Beraturan
Tulang jenis ini merupakan gabungan dari berbagai bentuk tulang. Contohnya adalah tulang wajah dan tulang yang terdapat pada ruas-ruas tulang belakang.
D. Persendian
Berdasarkan sifat gerak inilah, sendi dibedakan menjadi sendi mati (sinartrosis), sendi gerak (diartorsis), dan sendi kaku (amfiartrosis). Sendi mati adalah hubungan
antartulang yang tidak dapat digerakkan, contohnya pada tulang tengkorak. Sendi gerak adalah hubungan antartulang yang memungkinkan terjadi gerakan tulang secara bebas.
Adapun sendi kaku adalah hubungan antar tulang yang memungkinkan terjadinya gerakan tulang secara terbatas, contohnya adalah tulang pergelangan tangan.
Berdasarkan bentuknya, persendian yang memungkin-kan terjadinya gerakan dibagi menjadi lima bentuk, yaitu sendi
peluru, sendi engsel, sendi putar, sendi geser, dan sendi pelana.
1. Sendi peluru, memungkinkan gerakan yang bebas hampir ke segala arah, misalnya sendi antara lengan atas dan bahu.
2. Sendi engsel, memungkinkan gerakan satu bidang seperti pada engsel pintu atau jendela, misalnya sendi pada siku dan lutut.
3. Sendi putar, memungkinkan gerakan memutar, misal-nya sendi pada tulang leher.
4. Sendi geser, memungkinkan pergeseran antar tulang, misalnya sendi yang terdapat pada tulang belakang.
5. Sendi pelana, memungkinkan gerakan memutar dan melengkung, misalnya sendi pada ibu jari.
(Saeful Karim,dkk.2008:25-28)
E. OTOT
Otot memegang peranan penting di dalam sistem gerak. Fungsi otot adalah untuk menggerakkan bagian-bagian tubuh. Oleh karena itu, otot disebut sebagai alat gerak aktif. Otot berupa jaringan yang bersifat elastis, terdiri atas sel-sel
yang disebut serabut otot. Lebih dari 600 otot tubuh merupakan 40 % dari bobot tubuh kita.
Berdasarkan atas sel-sel penyusunnya, otot dibagi menjadi 3 macam, yaitu:
a. Otot polos
Otot polos berbentuk gelondong dengan kedua ujungnya meruncing dan bagian tengahnya membesar. Otot polos bekerja secara tidak sadar, terdapat pada organ-organ bagian dalam tubuh kita seperti paru-paru, usus, otot dinding pembuluh darah dan lain sebagainya. Otot polos bekerja lambat, teratur, dan tidak cepat lelah.
b. Otot lurik
Otot lurik apabila dilihat dengan mikroskop terlihat seperti gambaran lurik-lurik. Otot lurik melekat pada rangka sehingga ada yang menyebutnya otot rangka, misalnya otot lengan, otot paha, otot perut, dan sebagainya.
Otot lurik bekerja secara sadar, menurut kehendak kita dan gerakannya tidak teratur sehingga disebut otot sadar.
c. Otot Jantung
Otot jantung mempunyai kenampakan menyerupai otot lurik, namun gerakannya adalah secara tidak sadar. Otot jantung bekerja secara teratur, tidak cepat lelah, dan tidak mengikuti kehendak kita. Bagaimanakah kerja otot-otot yang ada pada tubuh kita? Simaklah
penjelasan berikut ini!
a. Otot bekerja dikendalikan oleh sistem saraf atau sistem koordinasi.
b. Sistem saraf atau sistem koordinasi ini antara lain dikendalikan oleh otak dan sumsum tulang belakang. Otot yang sudah distimulasi oleh sistem koordinasi akan melakukan pergerakan secara aktif.
c. Pada otot polos dan otot jantung, gerakan yang terjadi adalah konstan dan terus-menerus.
d. Gerakan otot pada usus disebut sebagai gerak peristaltik, yaitu gerakan
seperti memompa yang berfungsi untuk mencerna sekaligus mengeluarkan sisa makanan.
e. Gerakan otot jantung adalah memompa darah yang bisa dirasakan sebagai detak jantung, dan lain sebagainya.
f. Gerakan otot lurik atau gerakan sadar tidak secara terus-menerus dilakukan melainkan hanya akan bergerak pada saat-saat tertentu saja. mMisalnya otot kaki hanya akan bergerak saat kita hendak berlari, melangkah, dan menendang. Gerakan otot leher hanya terjadi pada saat kita menengok, menunduk, dan lain sebagainya.
g. Gerakan otot tidak dapat mendorong, melainkan hanya menarik. Oleh karena itu, untuk menghasilkan gerakan maju dan mundur diperlukan otot-otot yang bekerja berpasangan dengan efek yang berlawanan. Coba perhatikan otot lenganmu! Pada bagian atas lenganmu terdapat dua jenis
otot, yaitu trisep dan bisep. Apabila otot bisep mengerut, otot trisep mengendur akibatnya lengan akan menekuk. Sedangkan jika trisep mengerut maka bisep mengendur dan lengan menjadi lurus.
Gangguan-gangguan pada Sistem Gerak
Sistem gerak dapat mengalami gangguan maupun kelainan. Gangguan atau
kelainan sistem gerak dapat disebabkan oleh penyakit, kecelakaan, pengaruh zat makanan, maupun sikap tubuh yang buruk.
1. Gangguan dan kelainan pada tulang
a. Kelainan akibat penyakit, misalnya akibat infeksi kuman penyakit kelamin yang menyerang sendi lutut.
b. Kelainan pada tulang karena kecelakaan, misalnya patah tulang (fraktura), retak tulang (fisura), dan memar.
c. Kelainan tulang karena kekurangan zat gizi, misalnya kekurangan vitamin D, zat kapur, dan fosfor. Kekurangan zat-zat tersebut dapat menyebabkan terjadinya gangguan pada proses pembentukan sel-sel tulang.
d. Kelainan karena sikap tubuh yang salah, antara lain:
1) Lordosis,yaitu tulang belakang bagian leher dan punggung terlalu membengkok ke depan. Jika dilihat dari samping, tulang belakang tampak tidak lurus.
2) Kifosis, yaitu tulang belakang bagian punggung dann pinggang terlalu membengkok ke belakang.
3) Skiliosis, yaitu tulang belakang terlalu membengkok 4)
5) ke samping kanan atau kiri.
2. Gangguan pada otot
Otot adalah alat gerak aktif. Oleh karena itu, jika terjadi
gangguan pada otot maka akan sangat mengganggu sistem gerak.
Gangguan yang dapat terjadi pada otot antara lain sebagai berikut.
a. Atrofi, yaitu keadaan otot mengecil sehingga tidak mampu berkontraksi. Atrofi dapat terjadi karena kurangnya aktivitas otot.
b. Stiff atau kaku leher, yaitu leher terasa kaku dan terasa saki jika digerakkan. Stiff dapat terjadi karena adanya peradangan
pada otot trapesius leher.
c. Hernia abdominalis, yaitu sobeknya dinding perut yang lemah sehingg usus merosot ke bawah.
d. Kram, yaitu kontraksi otot atau sekumpulan otot yang terjadi secara
mendadak dan singkat. Kram dapat terjadi karena kurangnya aliran dara ke otot Kelainan pada sistem gerak yang lain:
a. Rickets
Rickets merupakan suatu kelainan pada tulang yang terjadi karena kekurangan zat kapur, fosfor, dan vitamin D. Kelainan ini dapat terlihat dari kaki yang berbentuk huruf O dan huruf X.
b. Osteoporosi
Suatu keadaan dimana penghancuran tulang lebih cepat daripada proses pembentukan tulang. Akibatnya tulang menjadi keropos. Penyebabnya yaitu karena kekurangan kalsium.
Penyakit ini mudah terjadi pada orang yang lanjut usia.
c. Patah Tulang (Fraktura)
Retak atau patah tulang dapat terjadi karena benturan atau tekanan yang terlalu keras.
Selain penyebab tersebut, patah tulang dapat terjadi karena kecelakaan Dapatkah orang yang patah tulang sembuh kembali? Sebagai organ yang hidup, tulang mempunyai kemampuan membentuk jaringan baru untuk memperbaiki jaringan yang rusak. Oleh karena itu, penderita patah tulang, terutama jika
usianya masih muda dapat sembuh kembali. Akan tetapi jika persambungan tulang yang patah tersebut tidak baik maka bentuknya menjadi tidak sempurna dan terlihat cacat. Oleh karena itu, berhati-hatilah jangan sampai ada tulang tubuhmu yang patah.
(Perhatikan Gambar 2.19).
(Agus Krisno,dkk.2008:27-28)
DAFTAR PUSTAKA
Karim, Saeful.dkk.2008. Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar.Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional PT. Setia Purna Inves
Krisno,Agus,dkk.2008.Ilmu Pengetahuan Alam Untuk SMP/MTs. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
Zubaidah, Siti.2014.Buku Pegangan Guru Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta Pusat Kurikulum dan Perbukuan, Balitbang, Kemdikbud.
