Bunyi Penekanan Tulang Jari Dijelaskan melalui Persamaan Matematika

Membunyikan jari tangan. (Foto: TAMHSCPhotos via Pixabay)

Kamu dan banyak orang lainnya mungkin sering membunyikan tulang-tulang di jari-jarimu atau bahkan mungkin di lehermu. Tapi siapa sangka, para ilmuwan dari Amerika Serikat dan Prancis ternyata mencoba menjelaskan penyebab dari bunyi-bunyi ini dengan menggunakan persamaan matematika.

Model mereka menjadi bukti dari gagasan bahwa bunyi yang timbul dari hasil menekan jari adalah karena gelembung-gelembung kecil yang pecah dalam cairan sendi ketika terjadi perubahan tekanan.

Penjelasan mengapa bisa keluar bunyi ketika jari ditekan ini sebenarnya telah menjadi perdebatan sejak lama. Dan para peneliti dari Amerika Serikat dan Prancis ini kemudian berusaha menyelidikinya.

Ide penyelidikan soal asal bunyi tulang-tulang ini berasal dari seorang mahasiswa bernama Vineeth Chandran Suja ketika ia sedang menekan tangannya di kelas. Ia kemudian mengembangkan serangkaian persamaan matematis bersama dosennya, Dr Abdul Barakat dari École Polytechnique, untuk menjelaskan bunyi yang keluar ketika jari ditekan.

Menekan jari tangan. (Foto: Giphy)

"Persamaan pertama menunjukkan variasi tekanan di dalam sendi kita ketika kita memecahkan buku-buku jari kita," katanya kepada BBC News. "Persamaan kedua adalah persamaan yang menggambarkan variasi ukuran gelembung dalam menanggapi variasi tekanan. Dan persamaan ketiga adalah penggabungan variasi ukuran gelembung ke gelembung yang menghasilkan bunyi."

Persamaan ini membentuk model matematis lengkap yang menggambarkan bunyi saat jari ditekan, kata Chandran Suja, yang sekarang menjadi mahasiswa pascasarjana di Stanford University di California, Amerika Serikat.

"Ketika kita menekan buku-buku jari kita, kita benar-benar menarik sendi kita," jelas Suja. "Dan ketika kita melakukan itu, tekanan menurun. Gelembung muncul dalam cairan yang melumasi sendi, cairan sinovial.”

Ilustrasi tulang jari manusia. (Foto: IAOM-US via Pixabay)

Suja menjelaskan, ketika dilakukan penekanan pada tulang, ada variasi tekanan di sendi yang menyebabkan ukuran gelembung berfluktuasi sangat cepat, dan ini menyebabkan timbulnya bunyi. Hal inilah yang menurut para peneliti merupakan alasan mengapa bunyi bisa keluar ketika tulang ditekan.

Model persamaan ini hampir menjadi jembatan dari dua teori yang berseberangan mengenai mengapa ada bunyi yang keluar ketika jari ditekan.

Pada tahun 1971, sebuah teori mengatakan gelembung yang pecahlah yang menyebabkan keluarnya bunyi. Setelah 40 tahun kemudian, teori ini mendapat tantangan ketika sebuah eksperimen lain menunjukkan bahwa gelembung tetap bertahan dalam cairan lama setelah buku-buku jari ditekan.

Model matematika baru ini menunjukkan tidak semua gelembung harus pecah untuk menghasilkan bunyi. Dengan demikian, masih ada gelembung yang tersisa di dalam cairan sendi setelah buku jari ditekan.

Selain itu, studi yang telah dipublikasikan di jurnal Scientific Reports ini juga menunjukkan bahwa tekanan akibat pecahnya gelembung menghasilkan gelombang akustik yang dapat diprediksi secara matematis, serta diukur secara eksperimental dengan bantuan tiga orang relawan.

Pertanyaan mengapa ada orang yang tidak mengeluarkan bunyi ketika jari mereka ditekan juga telah dijawab dan dijelaskan melalui hasil penelitian ini. Jawabannya, jika ada ruang besar di antara tulang-tulang di buku-buku jari, tekanan dalam cairan ternyata tidak turun cukup rendah untuk memicu bunyi.