Stiffness ve Odyoloji ?

Stiffness ve Odyoloji

Esneklik(Stiffness): Maddenin hacim veya şekil değişikliğinden  sonra, eski haline dönebilme özelliğidir. Esneklik limiti ise bir maddeye uygulanan sürekli bir  değişikliğe uğramasına neden olmayacak maksimum  kuvvet. Her madde, hangi halde -gaz, sıvı, katı- olursa olsun, bir  kuvvete maruz kaldığında, şekli veya hacmi ya da hem  şekli hem de hacmi değişir.Aynı zamanda her maddede, değişim sonrasında “eski  haline dönme” eğilimi vardır.

Stiffness ve Kütle

Stiffness ve Kütle arasında ters bir orantı vardır. Şöyle ki kütle arttıkça Stiffness yani Esneklik azalır bunu Newton’un 1. Hareket Yasası:  EYLEMSİZLİK(inertia-Bir cisme herhangi bir kuvvet uygulanmadıkça,  cismin pozisyonunu korumasıdır ) ile açıklarız. 1.Yasa derki: Bir cisme herhangi bir kuvvet uygulanmadıkça, cisim  pozisyonunu korur ve buna EYLEMSİZLİK denir. Eylemsizlik miktarı, doğrudan kütle ile orantılıdır. Kütle arttıkça, eylemsizliği bozmak zorlaşır. Diyapozon üzerinden anlatmak istersek eğer; Diyapazona dışardan bir kuvvet uygulandığında,  kuvvetin büyüklüğü ile orantılı büyüklükte bir yer  değişimi/uzanım gerçekleşir. Esneklik kuvveti, diyapazonun denge konumuna  dönmesine; eylemsizlik kuvveti, denge konumundan  maksimum yer değişimine neden olur. Eylemsizlik ve esneklik kuvvetlerinin etkileşimi  nedeniyle, diyapazon öne-arkaya hareketini sürdürür: TİTREŞİME GEÇMESİ.

Stiffness ve Odyoloji + Titreşim Hareketi

Titreşim hareketi, kütle ve esnekliğe sahip cismin öne arkaya  hareketinden ibarettir. Bütün cisimler kütle ve esnekliğe bir ölçüde sahip  olduklarından, her cisim titreşime geçebilir. Öne-arkaya hareket, iki zıt kuvvet olan eylemsizlik ve esneklik  sonucunda oluşur. Bunu daha iyi kavrayabilmek için Newton’un 2. ve 3. Hareket Yasası’na bakalım: Eylemsiz bir referans sisteminde, bir parçacık üzerindeki net  kuvvet onun çizgisel momentumunun zamana bağlı olarak değişimi ile  orantılıdır: “F=ma: Bir cisim üzerindeki net kuvvet, cismin kütlesi ile  ivmesinin çarpımınaeşittir.”(İvme=Hareket eden nesnenin kısa bir zaman içinde, hızında oluşan değişmenin bu zamana  oranı). Newton’un 3. HareketYasası: Herhangi bir kuvvete karşı mutlaka eşit, ancak zıt  yönde bir tepki kuvveti vardır. Hiçbir kuvvet tek başına var olamaz. Bir kuvvet uygulandığında, diyapazon eylemsizlik  kuvvetine bağlı olarak, bir yöne hareket eder;  hareket, esneklik kuvveti eylemsizlik kuvvetini  yenene kadar sürer: ESNEKLİK, EYLEMSİZLİĞİN  TEPKİ KUVVETİ GÖREVİNİ YAPAR. Titreşim hareketindeki en önemli özellik, yer  değişimini başlatan dış kuvvetin tekrar tekrar  uygulanmasının gerekmemesidir. Eylemsizlik ve esnekliğin zıt kuvvetleri, hareketi  besler.

Stiffness ve Odyoloji + Kulak

Sesler, kulak zarı ile sonlanan kısa bir yamuk tüp  şeklindeki kulak kanalından kulağa girer. Kulak kanalı  bir rezonansa (2000-4000 Hz) sahiptir ve bu özellik  bizi 1-6 kHz ranjındaki seslere karşı en duyarlı hale  getirir. Kulak zarı gergin bir membrandır. Böylelikle sesler  membrana çarptığında titreşmesine neden olur. Seslerin şiddeti arttıkça vibrasyonun amplitüdü  artar. Düşük şiddetteki sesler, çok küçük hareketler  oluşturur. Absolut(mutlak) eşik yakınındaki sesler için kulak  zarı bir hidrojen atomunun genişliğinden daha az hareket eder. Kulak zarının titreşimleri kemikçiklerle orta kulağa  taşınır. Stapes diğer bir membrana, kokleanın oval  penceresine bağlıdır.

Stiffness ve Odyoloji + Otitis Media

Otitis media’da orta kulak iletim mekanizmasının  artmış stiffness’ına bağlı olarak iletim tipi işitme  kaybı oluşur. Stiffness, sistemin rezonans noktasını  yüksek frekanslara kaydırdığı için, sesler alçak  frekans kalitelerini kaybederler ve keskin bir teneke  sesine benzer özellik kazanırlar. Rezonansta inertia ve stiffness/esneklik kuvvetleri, büyüklük  olarak eşit, fakat faz dışıdırlar. Böylelikle titreşimin büyüklüğünü  sadece sürtünme kuvveti sınırlar. Kütle ve sürtünme değişmeden sistemin stiffness’i artarsa,  amplitüt rezonans frekansının altındaki frekanslarda azalır ve  rezonans frekansı yükselir. Stiffness değişmeyip mass yükselirse, rezonans frekansının  altındaki frekanslar için çok hafif bir amplitüt değişikliği  olurken, rezonansın üstündeki frekanslarda amplitüt azalır ve  rezonans frekansı düşer.