Pemodelan Fisika Tubuh Manusia

Pemodelan Fisika Tubuh Manusia - Walaupun ahli-ahli fisika percaya bahwa dunia fisik mematuhi hukum fisika, mereka juga menyadari bahwa deskripsi-deskripsi matematis untuk beberapa situasi fisik terlalu rumit untu dibuat solusi-solusi. Sebagai contoh, jika kita menyobek sebuah kertas dan membiarkan jatuh ke lantai, sobekan tersebuk akan beragam putaran. Gerakannya akan ditentikan oleh hukum fisika, namun hampir tidak mungkin untuk persamaan yang menjabarkan gerakan itu. Ahli-ahli fisika akan menyetujui bahwa gaya gravitasi akan menyebabkan jatuh pada arah umum menuju lantai jika tidak ada gaya lain yang diberikan. Alian udara dan listrik statis akan mempengaruhi aliran ini. Dengan cara yang sama, ketika hukum fisika terlibat dalam sebuah aspek fungsi tubuh manusia, setiap situasi sangat rumit sehingga hampir tidak mungkin mendeskripsikan perilaku yang pasti dengan pengetahuan kita mengenai fisika. Sebaliknya, suatu pengetahuan mengenai hukum fisika akan membantu kita memahami fisiologi dalam kesehatan dan penyakit.

Kadang-kadang dalam mencoba memahami suatu fenomena fisika kita menyederhanakannya dengan menyeleksi ciri-ciri utamanya dan mengabaikan yang tidak begitu penting. Deskripsi kita mungkin hanya sebagaian yang benar, namun paling tidak lebih baik daripada tidak sama sekali. Dalam mencoba untuk memahami aspek-aspek fisika tubuh, kita sering terpaksa menggunakan analogi. Seperti nabi-2 mengajarkan pengikutnya dengan cerita perumpamaan, ahli-ahli fisika sering mengajarkan dan berpikir dengen menggunakan analogi. Ingatlah bahwa analogi tidak pernah serupa. Sebagai contoh, dalam banyak cara mata dianalogikan sebagai TV kamera: bagaimanapun juga, analogi ini buruk ketika mengingat visi 3 dimensi.

Banyak analogi yang digunakan oleh ahli fisika-fisika memperdayakan model-model. Pembuatan model biasa terjadi dalam aktifitas-aktifitas sains. Seorang ahli fisika terkenal abad ke-19, Lord Kelvin, berkata,”Saya tidak akan puas hingga saya dapat membuat model mekanik suatu benda. Bila saya dapat membuat suatu model mekanik suatu benda. Bila saya dapat membuat suatu model mekanik, saya dapat memahaminya!”

Beberapa model melibatkan fenomena-fenomena fisik yang muncul sama sekali tidak berhubungan dengan subjek yang dipelajari. Sebagai contoh, suatu model aliran darah yang diwakili oleh aliran listrik sering digunakan dalam pembelajaran sistem sirkulasi tubuh. Model elektris ini dapat mensimulasikan banyak fenomena sistem kardiovaskuler dengan baik. Tentu saja, jika kita tidak memahami fenomena elektris model tersebut tidak akan banyak membantu. Juga, seperti yang disebutkan sebelumnya, seluruh analogi memiliki batasan tersendiri. Darah dibentuk oleh sel darah merah dan plasma, dan prosentase darah yang dimiliki oleh sel darah merah (hematokrit) berubah seiring aliran darah menuju kaki dan tangan. Fenomena ini sulit disimimulasikan dengan model elektrik.

Model-model lain bersifat matematis; persamaan adalah model model matematis yang dapat digunakan untuk menjabarkan dan memprediksikan sifat fisik beberapa sistem. Dalam keseharian dunia digunakan secara umum disebut hukum. Sebagai contoh, hubungan antara gaya F, massa m, dan akselerasi a, biasa ditulis sebagai F=ma, yang dikenal sebagai hukum Newton kedua. Terdapat pernyataan matematis lain dari hukum ini yang mungkin terlihat cukup berbeda untuk orang awam namun dikenali oleh ahli fisika sebagai cara lain untuk mengungkapkan hal yang sama. Hukum Newton kedua  digunakan dalam bentuk F=delta (mv)/delta t, dimana v adalah kecepatan, t adalah waktu dan delta mengindikasikan perubahan kecil kuantitas. Kuantitas mv adalah momentum, dan bagian dari persamaan delta (mv)/delta t berarti tingkat perubahan (momentum) terhadap waktu. Bentuk hukum Newton kedua identik dengan F=ma.

Sumber: 2006. John R, Cameroon; James G, Skofronick dan Roderick M, Grant. Fisika Kedokteran, Fisika Tubuh Manusia. Jakarta: Sugeng Seto.