Fisika dan High Heels

Sekarang sepatu atau sandal tumit tinggi (high heels) banyak digandrungi para wanita perkotaan bahkan pedesaan. Sepatu tersebut dapat membuat pemakainya tampak lebih tinggi. Ketinggian bagian belakang sepatu atau sandal high geels bisa di atas 10 cm sehingga pemakai kelihatan lebih tinggi 10 cm atau lebih dibandingkan dengan tinggi badan sebenarnya. Fungsi sepatu high heels itu sendiri adalah mengangkat tumit jauh lebih tinggi dari bagian depan kaki.

Para ahli kesehatan sendiri telah banyak mengungkapkan dampak buruk penggunaan sepatu atau sandal high heels dalam jangka waktu yang lama. Dampak buruk penggunaan high heels selain keseleo diantaranya memicu terjadinya metatarsalgia yaitu kondisi sakit atau kram yang parah pada bagian tulang telapak kaki, pengecilan otot tubuh, memicu tubuh melengkung, penyebab terjadinya tumor jinak dan bahkan mengganggu kesehatan ibu hamil.

Artikel Lainnya: Fisika Menjawab

Desain Mobil

Fisika Menjelaskan Berbagai Fenomena

High Heels

Jarak Aman Berkendara

Menaksir Ketinggian Maksimum Gunung

Mengapa Batu Krikil diletakan di sekiar Rel Kereta Api

Mengapa Cicak/Tokek Menempel Kuat pada Dinding

Mengapa jendela Pesawat Berbentuk Oval

Mengapa Kendaraan Harus Memakai Shockbreaker 

Pondasi Cakar Ayam

Lalu mengapa penggunaan high heels bisa membahayakan penggunanya? Fisika mencoba menjawabnya. Saya coba gunakan fisika sederhana, yaitu konsep keseimbangan gaya dan keseimbangan rotasi untuk menghitung gaya yang dialami persambungan tulang jika seseorang mengenakan high heels. Daya yang digunakan hanyalah perkiraan berdasarkan pengamatan sejumlah gambar kaki yang mengenakan high heels. Jadi, kesalahan perhitungan bisa saja terjadi, namun kesimpulan akhir tidak berbeda.

Gambar 9.33 (kiri) Foro sinar-X kaki yang mengenakan sepatu alas datar dan kanan adalah foto sinar-X kaki yang mengenakan sepatu high heels. Dari gambar tersebut saya buat skema gaya yang bekerja yang angkanya bisa sedikit meleset (sumber gambar: www.alamy.com dan www.washingtonpost.com)

Perhatikan Gambar 9.33 yang merupakan foto sinar-X kaki yang menggunakan sepatu biasa (alas datar) dengan sepatu/sandal high heels. Kita mulai dengan mengkaji gambar kiri yang yaitu kaki yang mengenakan sepatu alas datar. Karena telapak kaki agak melengkung maka kita asumsikan bahwa yang menapak lantai hanya tumit dan bagian depan bawah kaki. Kita asumsikan jarak kedua tempat tersebut adalah 12 cm. Jarak tersebut bisa bervariasi untuk orang yang berbeda. Orang yang tubuhnya tinggi umumnya memiliki jarak yang lebih panjang.

Gaya-gaya yang bekerja pada kaki adalah setengah dari berat tubuh (W/2), gaya normal pada tumit (N₂) dan gaya normal pada bagian depan bawah kaki (N₁). 

Dengan aturan kesetimbangan gaya maka

W/2 = N₁ + N₂                                                                                                            (9.44)

Sekarang kita ambil sebagai sumbu rotasi dan kita hitung momen yang bekerja pada kaki relatif terhadap tumit. Gaya N2 tidak menghasilkan momen gaya karena melalui sumbu. Gaya N1 menghasilkan momen gaya sebesar 0,12 ´ N1 dalam arah berlawanan putaran jarum jam dan gaya W/2 menghasilkan momen gaya 0,025 ´ (W/2) dalam arah searah putaran jarum jam. Karena tidak terjadi rotasi maka dua momen gaya tersebut sama besar sehingga kita peroleh

0,12 x N₁= 0,025 x W/2

atau

N₁ = ( 0,025/2 x 0,12) W

N₁ = 0,104 W                                                                          (9.45)

Substitusi (9.45) ke dalam persamaan (9.44) kita dapatkan

N₂ = (W/2) – N₁

N₂ = ½ W – 0,104 W = 0,396 W                                                        (9.46)

Pada   Gambar        9.33   kiri,    gaya   F          adalah           gaya   yang   dialami

persambungan tulang kaki. Gaya tersebut besarnya kira-kira 
F = N1 cos 60
F = 0,104 W x 0,5 = 0,052 W

Artinya, gaya pada sambungan tulang kaki hanya 0,052 kali berat tubuh.

Sekarang kita analisis Gambar 9.46 kanan yang merupakan kondisi kaki saat menggunakan high heels. Keseimbangan gaya arah vertikal menghasilkan

N₁ + N₂ cos 60 = ½ W                                                      (9.47)

Sekarang kita ambil sebagai sumbu rotasi adalah bagian depan bawah kaki, yaitu tempat gaya nornal N1 bekerja. Kesetimbangan rotasi menghasilkan persamaan berikut ini

0,02 x ½ W » 0,13´ N₂ cos 60^o

Atau

N₂  » (0,02/ 2) x 0,13 W   » 0,077 W                                                (9.48)

Substitusi persamaan (9.48) ke dalam persamaan (9.47) diperoleh

N₁ = 1/2 W - N₂ cos 60^o

N₁ = 0,5 W – (0,077W x 0,5) = 0,462 W

Karena saat mengenakan high heels hampir tegak, khususnya high heels yang sangat tinggi, maka gaya yang dialami ruas kaki hanya sedikit lebih kecil daripada gaya N1. Kalau kita aprokasimaikan sama, maka gaya yang dirasakan ruas tulang kaki kira-kira

F » 0,462 W

Jika dibandingkan dengan kondisi saat mengenakan sepatu alas datar, maka ketika menggunakan high heels ruas tulang kaki menahan gaya kira-kira 0,462/0,052 = 8,88. Dengan kata lain, gaya yang ditahan tlang ruas kaki saat mengekana high heels sekitar 9 kali lebih besar dibandingkan saat mengenakan sepatu alas datar.

Jadi, bijaklah dalam menggunakan sepatu atau alas kaki dengan high heels.

Demikianlah fisika menjawab dampak buruk penggunaan high heels semoga bermanfaat. Silakan baca juga artikel terkait tentang bagaimana fisika mencoba menjawab fenomena di sekitar kita.

Untuk mendapatkan update artikel, silakan masukan alamat email saudara pada kolom subscribe/langganan, maka Anda akan mendapatkan update artikel kami melalui email Anda.

Subscribe to receive free email updates: