materi fisika kesehatan 2

BIOAKUSTIK

Bioakustik merupakan ilmu fisika yang mempelajari tentang getaran, bunyi dan hubungannya dengan makhluk hidup. Yang berkaitan dengan bioakustik antara lain :

·         Getaran, yaitu gerakan bolak-balik melalui kedudukan setimbang

·         Gelombang, yaitu getaran yang merambat

·         Resonansi, yaitu terjadinya benda yang bergetar akibat getaran benda lain

Berdasarkan cara resonansinya getaran terbagi 2, antara lain :

1.       Getaran udara merupakan getaran yang beresonansi ketubuh atau ke anggota tubuh melalui perantara udara

Contoh : bunyi dari speaker yang keras beresonansi ketubuh seseorang

2.       Getaran mekanik merupakan getaran yang beresonansi ke tubuh atau anggota tubuh melalui kontak langsung dengan alat-alat mekanik

Contoh : ketika seseorang bersentuhan dengan mesin cuci atau mesin pabrik

FAKTOR-FAKTOR YANG

 MEMPENGARUHI EFEK GETARAN

1.       Lamanya getaran mengenai tubuh

Semakin lama getaran mengenai tubuh seseorang maka semakin buruk efek getaran tersebut

2.       Posisi tubuh

Pada posisi berdiri efek getarannya lebih buruk dari posisi duduk karena jika posisi berdiri resonansi akan mengenai seluruh tubuh

3.       Frekuensi getaran

Untuk frekuensi < 20 Hz efek getarannya lebih buruk daripada frekuensi > 20 Hz. Karena semakin kecil frekuensi getaran yang ditimbulkan semakin besar efek yang ditimbulkan dari getaran tersebut

EFEK –EFEK GETARAN

1.       1 – 3 Hz à           Nyeri dada dan sakit saat bernafas

2.       3 – 6 Hz à           Terganggunya denyut jantung dan peredaran darah

3.       6 – 10 Hz à        Sakit pada rahang, perut dan persendian

4.       10 – 20 Hz à      Sakit kepala, gangguan bicara dan dorongan untuk BAK dan BAB

MANFAAT GETARAN

1.       Untuk relaksasi otot setelah berolahraga

2.       Merangsang saraf

GELOMBANG

Gelombang merupakan getaran yang merambat, baik melaui medium ataupun tidak.

Berdasarkan medium perambatannya gelombang terdiri atas :

1.       Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium di dalam perambatannya. Contoh : gelombang bunyi, gelombang pada tali.

2.       Gelombang eletromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium di dalam perambatannya. Contoh : gelombang cahaya, radio, Hp, TV dan lain-lain.

Gelombang berdasarkan arah perambatannya, gelombang terdiri atas :

1.       Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Contoh : gelombang pada tali, gelombang pada ombak air laut

Berikut ini beberapa istilah yang digunakan pada gelombang transversal. Gambar berikut ini menyatakan grafik simpangan terhadap kedudukan dan grafik simpangan terhadap waktu.

2.       Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar atau berimpit dengan arah rambatannya. Pada geelombang longitudinal, yang merambat adalah rapatan dan renggangan. Contoh : gelombang bunyi

Perhatikan gambar berikut !

Pada gelombang longitudinal, panjang gelombang ( λ ) sama dengan jarak antara dua rapatan atau jarak antara dua renggangan yang berdekatan. Jarak antara rapatan dan renggangan yang berdekatan sama dengan setengah panjang gelombang ( ½ λ ).

ISTILAH – ISTILAH PADA GELOMBANG

·         Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu detik

·         Panjang gelombang ( ½ λ ) adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu periode

·         Periode ( T ) adalah waktu yang diperlukan oleh satu gelombang untuk melewati satu titik

·         Frekuensi ( f ) adalah banyaknya gelombang yang terjadi selama satu sekon

PERSAMAAN-PERSAMAAN PADA GELOMBANG

λ = V.T                                  à           V = λ / T

                   à           v = λ.f

Dengan :              λ              = panjang gelombang ( m )

                                V             = cepat rambat gelombang ( m/s )

                                F              = frekuensi gelombang ( Hz )

                                T              = Periode Gelombang ( s )

               

BUNYI

Bunyi adalah gelombang mekanik yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarannya.

Medium – medium bunyi berdasarkan dari yang paling cepat merambat :

1.       Zat padat

2.       Zat cair

3.       Gas/ udara

Syarat-syarat terjadinya bunyi :

1.       Sumber bunyi adalah segala sesuatu yang bergetar. Kuat lemahnya bunyi yang dihasilkan sumber bunyi bergantung pada :

2.       Zat antara ( medium )

Bunyi merambat melalui zat antara berupa gas ( udara ), zat cair dan zat padat

3.       Pendengar

Bunyi dapat didengar apabila ada pendengar. Manusia dilengkapi indera pendengar yaitu telinga.

Besaran-besaran bunyi :

1.       Besaran umum :

·         Frekuensi ( f )                    à                           satuannya           : Hertz (Hz)

·         Periode ( T )                       à                           Satuannya           : detik

·         Panjang gelombang        à                           Satuannya           : meter

·         Cepat rambat gelombang (v) à                                Satuannya           : m/ s

·         Amplitudo ( A )                 à                           Satuannya           : meter

2.       Besaran khusus

·         Intensitas bunyi                ( I )        à Satuannya     : w/ m²

Adalah jumlah energy yang merambat melewati suatu  medium tiap-tiap persatuan luas medium.

Intonasi merupakan cepat lambatnya nada bunyi

     à                         

• Taraf Intensitas bunyi adalah besaran untuk menyatakan skala atau tingkat energy bunyi.

Taraf intensitas bunyi ( TI ) mempunyai satuan dB

Dimana : P = Daya bunyi ( watt )

                                A = luas medium ( m² )

                                W = enenrgi bunyi ( joule )

                                T = lama waktu merambat ( sekon )

• Intensitas bunyi adalah jumlah energy bunyi yang merambat melewati suatu medium tiap-tiap detik persatuan luas medium

ZONA FREKUENSI BUNYI

• Zona Infrasonik, adalah bunyi yang mempunyai frekuensi 0 – 20 Hz
• Zona audiosonik, adalah bunyi yang mempunyai frekuensi 20 – 20.000 Hz
• Zona ultrasonik, adalah bunyi yang mempunyai frekuensi  di atas 20.000 Hz

Zona audiosonik merupakan batas pendengaran manusia.

RENTANG SENSITIFITAS PENDENGARAN MANUSIA

Zona Audiosonik pada f = 20 Hz – 20.000 Hz dengan TI = 80 dB maksudnya adalah telinga manusia mampu mendengarkan bunyi pada seluruh frekuensi audiosonik dengan syarat tingkat sensitifitas 80 dB

BATAS AMBANG PENDENGARAN MANUSIA

Batas  ambang pendengaran manusia pada f = 1000 Hz dengan TI = 0,2 dB. Maksudnya telinga manusia masih mampu mendengarkan bunyi dengan suara terlemah 0 – 2 dB, tetapi dengan syarat frekuensi bunyi yang bisa di dengar itu frekuensinya 1000 Hz.

 Telinga sebagai alat pendengaran

    Telinga merupakan organ untuk pendengaran dan keseimbangan, yang terdiri dari telinga luar, telinga tengah dan telinga dalam.

telinga luar menangkap gelombang suara yang dirubah menjadi energi mekanis oleh

telinga tengah. telinga tengah merubah energi mekanis menjadi gelombang saraf,

yang kemudian dihantarkan ke otak. telinga dalam juga membantu menjaga keseimbangan tubuh.

telinga luar

 telinga luar terdiri dari daun telinga (pinna atau aurikel) dan saluran telinga (meatus auditorius eksternus). telinga luar merupakan tulang rawan (kartilago) yang dilapisi oleh kulit, daun telinga kaku tetapi juga lentur. suara yang ditangkap oleh daun telinga mengalir melalui saluran telinga ke gendang telinga. gendang telinga adalah selaput tipis yang dilapisi oleh kulit, yang memisahkan telinga tengah dengan telinga luar.

telinga tengah

telinga tengah terdiri dari gendang telinga (membran timpani) dan sebuah ruang kecil berisi udara yang memiliki 3 tulang kecil yang menghubungkan gendang telinga dengan telinga dalam. ketiga tulang tersebut adalah:

•maleus (bentuknya seperti palu, melekat pada gendang telinga)

•inkus (menghugungkan maleus dan stapes)

•stapes (melekat pda jendela oval di pintu masuk ke telinga dalam).

getaran dari gendang telinga diperkuat secara mekanik oleh tulang-tulang tersebut dan dihantarkan ke jendela oval. telinga tengah juga memiliki 2 otot yang kecil-kecil:

otot tensor timpani (melekat pada maleus dan menjaga agar gendang telinga tetap menempel) otot stapedius (melekat pada stapes dan menstabilkan hubungan antara stapedius dengan jendela oval.

jika telinga menerima suara yang keras, maka otot stapedius akan berkontraksi sehingga rangkaian tulang-tulang semakin kaku dan hanya sedikit suara yang dihantarkan. respon ini disebut refleks akustik, yang membantu melindungi telinga dalam yang rapuh dari kerusakan karena suara. tuba eustakius adalah saluran kecil yang menghubungkan teling tengah dengan hidung bagian belakang, yang memungkinkan masuknya udara luar ke dalam telinga tengah. tuba eustakius membuka ketika kita menelan, sehingga membantu menjaga tekanan udara yang sama pada kedua sisi gendang telinga, yang penting untuk fungsi pendengaran yang normal dan kenyamanan. 

telinga dalam

 telinga dalam (labirin) adalah suatu struktur yang kompleks, yang terjdiri dari 2 bagian utama:

• koklea (organ pendengaran)

• kanalis semisirkuler (organ keseimbangan).

koklea merupakan saluran berrongga yang berbentuk seperti rumah siput, terdiri dari cairan kental dan organ corti, yang mengandung ribuan sel-sel kecil (sel rambut) yang memiliki rambut yang mengarah ke dalam cairan tersebut. getaran suara yang dihantarkan dari tulang pendengaran di telinga tengah ke jendela oval di telinga dalam menyebabkan bergetarnya cairan dan sel rambut. sel rambut yang berbeda memberikan respon terhadap frekuensi suara yang berbeda dan merubahnya menjadi gelombang saraf. gelombang saraf ini lalu berjalan di sepanjang serat-serat saraf pendengaran yang akan membawanya ke otak. walaupun ada perlindungan dari refleks akustik, tetapi suara yang gaduh bisa menyebabkan kerusakan pada sel rambut. jika sel rambut rusak, dia tidak akan tumbuh kembali. jika telinga terus menerus menerima suara keras maka bisa terjadi kerusakan sel rambut yang progresif dan berkurangnya pendengaran. kanalis semisirkuler merupakan 3 saluran yang berisi cairan, yang berfungsi membantu menjaga keseimbangan. setiap gerakan kepala menyebabkan ciaran di dalam saluran bergerak. gerakan cairan di salah satu saluran bisa lebih besar dari gerakan cairan di saluran lainnya; hal ini tergantung kepada arah pergerakan kepala. saluran ini juga mengandung sel rambut yang memberikan respon terhadap gerakan cairan. sel rambut ini memprakarsai gelombang saraf yang menyampaikan pesan ke otak, ke arah mana kepala bergerak, sehingga keseimbangan bisa dipertahankan.
jika terjadi infeksi pada kanalis semisirkuler, (seperti yang terjadi pada infeksi telinga tengah atau flu) maka bisa timbul vertigo (perasaan berputar).

TEST PENDENGARAN DAN HILANG PENDENGARAN

a. Hilang pendengaran.

Ada dua macam hilang pendengaran yaitu hilang pendengaran karena konduksi (tuli konduksi), hilang pendengaran karena syaraf (tuli syaraf/persepsi).

- Tuli konduksi

Dimana vibrasi suara tidak dapat mencapai telinga bagian tengah. Tuli semacam ini sifatnya hanya sementara oleh karena adanya malam/wax/serumen atau adanya cairan di dalam telinga tengah. Apabila tuli konduksi tidak pulih kembali dapat menggunakan hearing aid (alat pembantu pendengaran).

- Tuli persepsi

Bisa terjadi hanya sebagian kecil frekwensi saja atau seluruh frekwensi yang tidak dapat didengar. Tuli persepsi ini sampai sekarang belum bisa diobati.

b. Tes pendengaran

Untuk mengetahui tuli konduksi atau tuli syaraf dapat dilakukan test pendengaran dengan mempergunakan :

 Test suara berbisik / noise box

Telinga normal dapat mendengar suara berbisik dengan tone / nada rendah. Misalnya suara konsonan dan palatal : b, p, t, m n pada jarak 5 – 10 meter. Suara berbisik dengan nada tinggi misalnya suara desis / sibiland s, z, ch, sh shel pada jarak 20 meter.

 Test garputala

Untuk mengetahui secara pasti apakah penderita tuli konduksi atau persepsi dapat mempergunakan garputala. Frekwensi garputala yang dipakai C 1 2 8, C 1024, dan C 2048. ada 3 macam tes yang mempergunakan garputala yaitu tes weber, tes Rinne dan tes Schwabach.

 Tes Weber

Garputala C 128 digetarkan kemudian diletakkan pada verteks dahi/ puncak dahi verteks. Pada penderita tuli konduktif (disebabkan wax atau otitis media) akan terdengar terang / baik pada telinga yang sakit. Misalnya telinga kanan yang terdengar baik/ terang disebut Weber lateralisasi ke kanan. Pada penderita tuli persepsi, getaran garputala terdengar terang pada telinga normal.

 Tes RinneØ

Tes ini membandingkan antara konduksi melalui tulang dan udara. Garputala digetarkan (C 128) kemudian diletakkan pada prosesus mastoideus (dibelakang telinga), setelah tidak mendengar getaran lagi garputala dipindahkan di depan liang telinga; tanyakan penderita apakah masih mendengarnya.
Normal :
Konduksi melalui udara 85 – 90 detik.  Konduks imelalui tulang 45 detik.

Test Rinne positif (+) :

Pendengran penderita baik juga pada penderita tuli persepsi.

Test Rinne negatif (Rinne -)

Pada penderita tuli konduksi dimana jarak  waktu konduksi tulang mungkin sama atau bahkan lebih panjang.

 Tes SchwabachØ

Test ini membandingkan jangka waktu konduksi tulang melalui verteks atau prosesus mastoideus penderita dengan konduksi tulang si pemeriksa.  Pada tuli konduksi : Konduksi tulang penderita lebih panjang daripada si pemeriksa. Pada tuli syaraf/persepsi : Konduksi tulang sangat pendek.

Catatan :

Garputala C 2048 dipakai untuk memeriksa ketajaman pendengaran terhadap nada tinggi. Pada orang tua/lansia dan tuli persepsi akan kehilangan pendengaran terhadap nada tinggi.

 Audiometerv
Merupakan alat elektronik pembangkit bunyi yang dipergunakan untuk mengukur derajat ketulian. Alat elektronik ini dapat membangkitkan bunyi pada berbagai frekwensi dan dihubungkan dengan earphon. Pemeriksa menekan knop frekwensi tertentu sedangkan penderita mengacungkan tangan tanda mendengar. Pada saat ini pemeriksa memberi tanda pada sebuah kartu yang telah ada frekwensi tertentu

 .