Mengapa Kumbang Tidak Tergelincir Saat Diam Atau Berjalan?
Gaya gesekan
pada kaki kumbang tergantung pada
hubungan antara ujung kaki dan ketidakrataan permukaan. Ketika kekasaran
permukaan lebih rendah dari radius ujung kaki, maka kaki kumbang akan tergelincir. Hal ini karena gaya gesek rendah. Akan tetapi, ketika kekasaran permukaan lebih besar
dari ujung jari-jari, kaki cenderung untuk saling mengunci dengan ketidak
rataan permukaan sehingga kaki kumbang tidak tergelincir. Di bawah ini merupakan
sebuah model yang menggambarkan gaya gesek
kaki diatas permukaan yang kasar.
Keterangan : Asumsikan ujung kaki kumbang berbentuk silinder
Gaya yang bekerja pada kaki kumbang
Berdasarkan
gambar ditas gaya normal yang bekerja pada kaki kumbang dan
bidang
dimana f adalah koefisien gesekan antara ujung kaki dan partikel.
Dari persamaan 1 dan 2, didapatkan:
di mana F / W adalah rasio gaya yang bekerja pada titik kontak dalam arah horizontal gaya yang bekerja dalam arah normal dan f adalah koefisien gesekan antara ujung kaki dan bidang permukaan .Besarnya
sudut α dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
dimana r = radius ujung kaki. Jadi dari Persamaan 4, semakin tinggi ketidakrataan permukaan (h) dan / atau semakin kecil radius ketidakrataan permukaan R, semakin besar nilai α sudut.
Dari Persamaan 3,
batas gaya horizontal F untuk berat W tertentu dapat diperoleh, ketika α sudut
cukup besar (tanα-f> 0). Jika gaya yang dihasilkan oleh kumbang lebih besar
dari batas gaya horizontal, maka kumbang akan tergelincir
Dari persamaan
4 ketika jari-jari ketidakrataan permukaan lebih besar
dari ujung kaki, mka α sudut kontak kecil. Hal ini menyebabkan
bagian kiri negatif dari persamaan 4 (tanα-f <0),
sehingga interlock kaki itu sendiri dengan partikel permukaan. Ujung kaki bisa
tetap stabil dan berat tidak berpengaruh pada gaya.
Daftar Pustaka
Dai,
Zendong , Stanislav N. Gorb, and Uli Schwarz. August 15, 2002. Roughness-dependent friction force of the
tarsal claw system in the beetle Pachnoda marginata (Coleoptera,
Scarabaeidae). The Journal of Experimental Biology
Komentar
Posting Komentar