QUIZ……Seorang sedang berjalan dengan kecepatan 2 m/dtk secara tidak sengaja menabrak suatu batang besi di

kepalanya. Kepala orang tersebut berhenti pada sekitar t=0,05 dtk. Massa kepala orang tersebut 4 Kg. Berapa besar gaya yang menyebabkan perlambatan tersebut?

Jawab:

(mv) = 4 kg x 2 m/dtk = 8kg m/dtkF = (mv)/t

= (8 kg/dtk)/(0,05 dtk) = 160 N

BIOAKUSTIKAkustik membahas segala hal yang berhubungan dengan bunyi,

Bioakustik membahas bunyi yang berhubungan dengan makhluk hidup, terutama manusia.

• Bioakustik adalah bidang ilmu yang mempelajari karakteristik suara, organ suara, fungsi suara, fisiologi suara, analisis suara dan manfaat suara pada makhluk hidup.

• Bahasan bioakustik: proses pendengaran dan instrumen bunyi

• Membahas bio-akustik berarti berusaha mengurai keterkaitan antara bunyi – gelombang bunyi, getaran dan sumber bunyi dengan kesehatan.

• Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium, medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas.

• Gelombang bunyi timbul akibat terjadi perubahan mekanik pada zat cair, gas, atau padat yang merambat dengan kecepatan tertentu.

BUNYI

• Bunyi merupakan gelombang longitudinal.• Fenomena bunyi berhubungan dengan indera

pendengaran kita, yaitu telinga kita dan otak kita.

• Telinga berfungsi menerima gelombang bunyi, sedangkan otak berfungsi menerjemahkan informasi dari telinga.

Sifat-sifat gelombang:

1. Gelombang memerlukan medium dalam perambatannya

2. mengalami pemantulan (refleksi)3. mengalami pembiasan (refraksi) 4. mengalami pelenturan (difraksi)5. mengalami perpaduan (interferensi)6. Mengalami penguraian (dispersi)7. Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)

Refleksi Gelombang

Pembiasan(Refraksi) GelombangPembiasan adalah peristiwa gelombang yang mengalami pembelokan arah karena melewati dua medium yang berbeda. Pada pembiasan berlaku hukum snelius tentang pembiasan.

Contohnya pembiasan pada air, lensa

Penggabungan (Interferensi)Peristiwa interferensi terjadi karena perpaduan dua buah

gelombang yang memiliki frekwensi dan beda fase yang sama, saling bertemu.

Peristiwa interferensi dapat diamati pada terlihatnya warna-warni pada permukaan air sabun, warna warninya permukaan CD

Lenturan (defraksi)• Peristiwa defraksi dapat dialami ketika kita mendengar suara yang berasal dari balik tembok, atau bukit. Meskipun tidak ada benda yang memantulkan suara itu disekitar kita.• Peristiwa defraksi terjadi karena gelombang melenturkan energinya . Perhatikan contoh defraksi pada gelombang air yang melewati celah sempit.

Dispersi (penguraian)Peristiwa dispersi dapat diamati pada terurainya gelombang cahaya polikromatik menjadi komponen gelombang cahaya yang monokromatik ketika melewati prisma.

Peristiwa dispersi terjadi karena gelombang mengalami perubahan bentuk ketika melewati suatu medium yang dispersif (medium yang dapat merubah kecepatan yang tergantung frekuensinya)

Mengalami Polarisasi• Peristiwa polarisasi dapat dirasakan pada saat menggunkan kacamata

Polaroid kita tidak mengalami silau saat berjemur di terik matahari. Peristiwa Polarisasi terjadi karena gelombang trasversal mengalami penyerapan arah getarnya. Peristiwa Polarisasi hanya terjadi trasversal saja. Perhatikan gambar berikut. Gelombang utuh yang tidak terpolarisasi melalui filter yang akan meneruskan arah getar sesuai orientasi filter tersebut.

Effek DoplerPeristiwa Effek Dopler adalah peristiwa berubahnya frekwensi

gelombang akibat gerak relative antara sumber gelombang dengan pengamat.

Peristiwa ini dapat diamati ketika kita mendengarkan suara ambulan yang mendekati atau menjauhi kita., yang terdengar makin keras saat mendekati kita dan makin lemah saat menjauhi kita.

• Udara adalah pengantar bunyi yang paling banyak kita gunakan. Namun sebenarnya udara pengantar bunyi yang lamban, bukan berarti tidak baik. Kecepatan merambat bagi udara sebagai pengantar bunyi hanyalah 340 meter per detik. Bandingkan dengan kecepatan rambat bunyi pada zat pengantar lain :

Gabus………………………………...500 meter per detikTimah………………………………...1190 meter per detikAir………………………………........1440 meter per detikBesi………………………………......5120 meter per detik

• Angka-angka tersebut memang dapat berubah oleh perubahan suhu.

ASPEK BUNYI• Tiga aspek bunyi: sumber bunyi, energi bunyi, dan

detektor bunyi.• Sumber bunyi adalah semua benda yang bergetar.• Energi bunyi dipindahkan dari sumber bunyi dalam

bentuk gelombang bunyi, yaitu gelombang longitudinal.

• Detektor bunyi adalah alat untuk menangkap/menerima gelombang bunyi, bisa berupa telinga kita atau alat lain.

Karakteristik Bunyi • Gelombang bunyi merambat memerlukan

medium.• Medium perambatan bunyi bisa berupa udara,

tanah, batu, logam, dan lain-lain.• Bunyi tidak dapat merambat di dalam ruang

hampa udara

JENIS GELOMBANGBERDASARKAN MEDIUM PERAMBATAN

• gelombang mekanik

• gelombang yang berjalan di dalam suatu material yang dinamakan medium

• gelombang elektromagnetik• gelombang yang

tidak memerlukan medium dalam perambatannya

• Gelombang mekanik: • gelombang yang merambatnya membutuhkan

medium. Contohnya: gelombang tali, gelombang suara, gelombang air.

• Gelombang Elektromagnetik: • gelombang yang merambatanya tidak membutuhkan

medium/zat antar. Contohya: gelombang cahaya, gelombang partikel alpha, beta dan gama.

JENIS GELOMBANGBERDASARKAN ARAH RAMBAT

• gelombang transversal• gelombang yang arah

pergeseran mediumnya tegak lurus dengan arah perjalanan gelombang sepanjang medium itu

• gelombang longitudinal• gelombang yang arah

pergeseran mediumnya searah dengan arah perjalanan gelombang sepanjang medium itu

• Gelombang Transversal: gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan rambatnya. Contohnya antara lain: gelombang tali, gelombang elektromagnetik cahaya.

• Gelombang Longitudinal: Gelombang yang arah getarnya searah dengan arah rambatnya. Contohnya adalah gelombang suara.

Panjang gelombang

• Panjang gelombang adalah sebuah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola gelombang. Biasanya memiliki denotasi huruf Yunani lambda (λ).

• Jarak dari satu puncak ke puncak berikutnya atau dari satu lembah ke lembah berikutnya, atau dari sembarang titik ke titik yang bersangkutan pada pengulangan berikutnya dari gelombang tersebut

frekuensi • Frekuensi suara adalah tingkat di mana gelombang

melewati suatu titik tertentu.• banyaknya gelombang dalam selang waktu tertentu• Jumlah gelombang tiap detik• Lambang frekuensi (f)

Pembagian frekuensi bunyi:

• 0-20 Hz : daerah infrasonik, yang termasuk disini adalah getaran tanah, gempa bumi.

• 20-20.000 Hz : daerah sonik, yaitu daerah frekuensi yang dapat didengar/ Tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya suara pembicaraan, suara lonceng dan sebagainya (audiofrekuensi).

• Di atas 20.000 Hz : daerah ultrasonik. Tak tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya getaran yang dihasilkan oleh magnet listrik, getaran kristal piezo elektrik yang digunakan beberapa instrumen kedokteran (USG dll).

Kecepatan bunyi di udara adalah 340 m/s.

Jika sesuatu memiliki kecepatan melampaui kecepatan suara di udara ini, disebut sebagai supersonik.

Contohnya adalah pesawat supersonik dengan kecepatan 2000 kilometer perjam.

• Frekuensi bunyi berubah akibat perubahan jarak sumber bunyi-pendengar

Intensitas Bunyi • Intensitas bunyi adalah energi yang dibawa oleh

sebuah gelombang bunyi melalui satuan luas tiap satuan waktu.

• Energi gelombang bunyi ada 2 yaitu : energi potensial dan energi kinetic.

• Intensitas gelombang bunyi(I ) yaitu energi yang melewati medium 1 m2/detik atau watt/m2

• Telinga manusia dapat mendeteksi bunyi dengan intesitas (I)

• Satuan intensitas bunyi adalah

22 // mWmeterwatt

Cepat Rambat Gelombang

• Hubungan antara panjang gelombang () dan frekuensi gelombang (f) dengan cepat rambat gelombang (v)

v = f velocity = wavelength x frequency• Laju gelombang dipengaruhi oleh sifat-sifat

mekanik medium perambatannya

• Gelombang bunyi timbul akibat terjadi perubahan mekanik pada gas, zat cair atau padat yang merambat dengan kecepatan tertentu.

• Menjalar secara transversal atau longitudinal. Bunyi mempunyai hubungan antara frekuensi (f), panjang gelombang (λ) dan kecepatan V.

V = .f

V = kecepatan perambatan bunyi dalam meter per sekon (m/s) = panjang gelombang dalam meter (m)f = frekuensi dalam Hertz (Hz)

Jika suara di udara memiliki kecepatan perambatan 340 m/s, dan frekuensinya 20 Hz, berapakah panjang gelombang bunyi tersebut?

Diketahui: v = 340 m/s, f = 20 Hz. Ditanyakan: Jawab: = v/f = 340 m/s : 20 Hz = 17 m

Formula frekuensi sekarang adalah:Untuk sumber bunyi mendekati pendengar : f1 = fo . v/(v-c)Untuk sumber bunyi menjauhi pendengar : f 2= fo . v/(v+c)

Keterangan:f = frekuensi sekarangfo = frekuensi bunyi mula-mulav = kecepatan perambatan bunyi di udara (340 m/s)c = kecepatan gerakan sumber bunyi atau pendengar

Pendengar 2

Pendengar 1

Ambulans mengeluarkan bunyi sirine dengan frekuensi 1000 Hz dengan kecepatan 72 km/jam mendekati pendengar 1 dan meninggalkan pendengar 2.

Hitunglah frekuensi bunyi sekarang yang didengar oleh pendengar 1 dan pendengar 2!Diketahui: c = 72 km/jam = (72 x 1000)/3600 m/s = 20 m/sv = 340 m/sfo = 1000 HzDitanyakan: f untuk pendengar 1 (f1) dan f untuk pendengar 2 (f2)Jawab:f1 = fo . v/(v-c) = 1000 . 340/(340-20) = 1062,5 Hz f2 = fo . v/(v+c) = 1000 . 340/(340+20) = 944 Hz

JENIS-JENIS BUNYI BISING

* `Steady Wide Band Noise’

- Meliputi bunyi dengan batas ulangan yang luas

- Contoh : Mesin biasa, Keriuhan Di Pasar, Trafik

* `Steady Narrow Band Noise’

- Tenaga bunyi tertumpu kepada ulangan tertentu.

- Contoh : Mesin Rumput, Gergaji Rantai, Pengetam

* `Impact Noise’

- Bunyi tunggal yang pendek.

- Contoh : Letupan, Tembakan senjat api.

* `Repeated Impact Noise’

- Bunyi tunggal yang berulangan.

- Contoh : Memaku, Memahat.

* `Intermittent Noise’

- Contoh : Pengangkutan Udara, Lalulintas.

KESAN BUNYI BISING TERHADAP KESEHATAN

Terbahagi kepada dua :

i) Kesan Kepada Telinga (Auditory Effect)

ii) Kesan Di Luar Telinga (Non Auditory Effect)

i) Kesan Kepada Telinga

a) Kesan Semerta

- Disebabkan bunyi yang kuat (>120 dB)

- Menyebabkan pecah selaput tympanum, kerusakan tulang kecil pendengaran.

- Hilang pendengaran kekal.

b) Kesan Kronik

- Pendedahan berpanjangan kepada bunyi kuat

(>85 dB - 5 tahun, > 8 jam sehari)

- Lebih tinggi frekuensi, kerusakan koklea tinggi

c) TTS (Temporary Threshold Shift)

- Threshold pendengaran tinggi semasa bekerja di tempat bising.

- Kembali asal setelah 12 jam keluar dari suasana bising.

d) PTS(Permanent Threshold Shift)

- Pendedahan berulangan - threshold pendengaran tidak kembali kepada ‘base line’ asal.

* Kesan Di Luar Telinga

a) Kesan Fisiology

- Meningkatkan Tekanan darah melalui galakan ANS (Autonomy Nervous System)

- Meningkatkan Pergerakan Otot.

- Meningkatkan pergerakan gastrik pembesaran pupil.

b) Kesan Psychosomatic.

- Sakit Kepala, pening, muntah

- Nystagmus , pergerakan mata tak dapat dikawal

c) Kesan Pyscology

- Gangguan Percakapan

- Mutu kerja dan kecekapan menurun.

- Keletihan

- Gangguan saraf dan ketegangan

d) Lain-lain

- Mudah marah

- Sering merasa cemas.

Penerapan dalam kesehatan• Alat diagnostik USG menggunakan gelombang ultrasonik yang mempunyai frekuensi 1-10 MHz.

•USG ( Ultrasonography)Ultrasonografi medis (sonografi) adalah sebuah teknik diagnostik pencitraan menggunakan suara ultra yang digunakan untuk mencitrakan organ internal dan otot, ukuran mereka, struktur, dan luka patologi, membuat teknik ini berguna untuk memeriksa organ. Sonografi obstetrik biasa digunakan ketika masa kehamilan.

• Untuk diagnostik digunakan frekuensi 1 – 5 MHz dengan daya 0,01 W/cm2.

untuk terapi daya ditingkatkan menjadi 1 W/cm2, bahkan untuk menghancurkan kanker daya yang diperlukan sebesar 103 W/cm2.

Dasar penggunaan ultrasonik adalah efek Dopler, yaitu terjadi perubahan frekuensi akibat adanya pergerakan pendengar atau sebaliknya dan getaran yang dikirim ke obyek akan direfleksikan oleh obyek itu sendiri.

Hal – Hal Yang Didiagnosis Dengan UltrasonikSesuai dengan metode skaining yang dipakai maka ultrasonik dapat dipergunakan untuk diagnosis :

1) A skaining : Mendiagnosis tumor otak, member informasi tentang penyakit – penyakit mata

2) B skaining :a. Untuk memperoleh informasi struktur dalam dari tubuh manusia, misalnya hati, lambung, usus,mata dan jantung janin.b. Untuk mendeteksikehamilan sekitar 6 minggu, kelainan dari uterus/kandung peranakan dan kasus – kasus perdarahan yang abnormal. c. Lebih banyak memberi informasi dari pada X-ray dan sedikit resiko yang terjadi

3) M skaining : a. Memberi informasi tentang jantung, valvula jantung, pericardical effusion.

b. M skaining mempunyai kelebihan yaitu dapat dikerjakan sembari pengobatan berlangsung untuk menunjukkan kemajuan dalam pengobatan.

Brain Scanning

Ultrasound Heart Scanning

Thanks.....