Bunyi derit sol karet pada lantai keras bukan hanya disebabkan oleh gesekan saat bekerja – penelitian baru mengungkapkan bahwa ini adalah fenomena yang sangat kompleks yang melibatkan gerakan sangat cepat dan bahkan pelepasan listrik yang sangat kecil. Diterbitkan di Nature pada tanggal 25 Februari, penelitian yang dilakukan oleh para peneliti dari Harvard, Nottingham, dan Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Perancis menunjukkan bahwa bahan lunak seperti karet tidak dapat meluncur dengan mulus. Sebaliknya, gerakan terjadi secara cepat dan berulang-ulang yang disebut “opening slip pulses”, yang menghasilkan getaran yang kita dengar sebagai bunyi decitan.
Beyond Stick-Slip: Bagaimana Sebenarnya Karet Bergerak
Model gesekan tradisional sering kali mengandalkan konsep “stick-slip”: permukaan berulang kali tersangkut dan terlepas. Hal ini cukup menjelaskan bunyi derit dari rem sepeda atau engsel pintu. Namun, karet berperilaku berbeda. Alih-alih meluncur secara seragam, gerakannya terkonsentrasi menjadi pulsa lokal yang terlepas dan disambungkan kembali melintasi area kontak. Hal ini tidak hanya menghasilkan kebisingan; hal ini juga menciptakan kondisi di mana percikan api mini seperti kilat dapat muncul.
Tim menggunakan pencitraan optik berkecepatan tinggi dan audio tersinkronisasi untuk mengamati aksinya, dan menemukan bahwa bentuk karet, bukan hanya pergerakannya, yang menentukan nada derit tersebut. Balok karet pipih menghasilkan suara “whoosh” yang tidak beraturan, sedangkan tonjolan menyalurkan denyut ke dalam siklus berulang, mengunci suara ke frekuensi tertentu. Faktanya, para peneliti mampu memainkan tema Star Wars menggunakan balok-balok dengan ketinggian berbeda-beda, membuktikan betapa tepatnya frekuensi derit dapat dikontrol.
Hubungan Mengejutkan dengan Gempa Bumi
Ini bukan hanya tentang desain sepatu yang lebih baik. Gelombang slip yang diamati dalam eksperimen ini mempunyai ciri-ciri yang sama dengan retakan front pada gempa bumi, dimana bagian patahan tiba-tiba pecah dan meluncur dengan kecepatan ekstrim. Menurut rekan penulis studi Shmuel Rubinstein, fisika “sangat mirip”, meskipun gesekan lembut biasanya dianggap lambat. Temuan ini dapat meningkatkan pemahaman kita tentang dinamika gempa.
“Gesekan lembut biasanya dianggap lambat, namun kami menunjukkan bahwa derit sepatu kets dapat merambat secepat, atau bahkan lebih cepat, dibandingkan dengan pecahnya patahan geologi.”
Implikasinya terhadap Ilmu Teknik dan Material
Penelitian ini juga membuka pintu untuk merancang permukaan yang dapat berubah antara kondisi licin dan grippy sesuai permintaan. Memahami bagaimana fungsi pulsa slip ini dapat menghasilkan material dengan koefisien gesekan yang dapat disesuaikan secara dinamis. Analisis rinci tim mengenai gesekan pada skala mikro memberikan pemahaman lebih dalam tentang bagaimana material berinteraksi, yang memiliki implikasi di luar produk konsumen.
Temuan ini menunjukkan bahwa fenomena yang tampaknya sederhana seperti sepatu yang berderit dapat mengungkap ilmu fisika fundamental dengan implikasi yang luas. Studi ini menantang asumsi lama tentang gesekan material lunak dan dapat membentuk kembali pemahaman kita tentang kejadian sehari-hari dan peristiwa geologi skala besar.
