ANALISIS SISTEM KEAMANAN PADA
PANJAT TEBING
Disusun oleh :
Moch Wawan K
034503
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA PROGRAM NON KEPENDIDIKAN
FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PENDIDKAN INDONESIA 2007
Latar Belakang
Panjat Tebing merupakan aktivitas yang identik dengan daya tahan tinggi dan proses berpikir cepat dan akurat saat menghadapi tebing batuan dengan cara merintisnya menggunakan cengkraman tangan disertai pijakan kaki.
Pemahaman yang mendasar akan penggunaan sistem keamanan….
Analisis sistem keamanan dalam panjat tebing
Jenis tali Massa pemanjat
Diperlukan suatu
perumusan operasional dalam sistem panjat tebing untuk
menafsirkan faktor keamanan dalam panjat tebing Faktor jatuh
Rumusan Masalah
1 Bagaimana pengaruh tipe tali, massa pemanjat dan faktor jatuh terhadap faktor keamanan dalam panjat tebing
Batasan Masalah
Efek gesekan antar tali dengan penambat tali (anchor diabaikan)
Tujuan
Analisis sistem tali pada panjat tebing
Perumusan rumusan operasional pada sistem panjat tebing
Penerapan rumusan operasional untuk beberapa kasus faktor jatuh
Analisis faktor keamanan ditinjau dari tipe tali dan massa pemanjat, faktor jatuh
Metoda penelitian
Metoda dalam penyelesaian masalah dalam makalah ini adalah studi literature.
Alur Analisis
•
Analisis sistem tali pada panjat tebing
•
Perumusan rumusan operasional pada sistem
panjat tebing
•
Penerapan rumusan operasional untuk
beberapa kasus faktor jatuh
•
Analisis faktor keamanan ditinjau dari tipe tali
dan massa pemanjat, faktor jatuh
(1) Analisis Sistem Tali pada panjat
tebing
ProsesPenghentian pemanjat yang jatuh
Akan
menghasilk an gaya yang harus diserap oleh Tali
SIMPLE LINEAR MODEL
Gaya pada tali
K F
Dimana : F = gaya pada tali, K = kekakuan tali, =perpindahan tali dari panjang mula
Kualitas tali
dikarakteristik oleh modulus tali M=EA
Maka kekakuan tali
L
E.Potensial gravitasi=E.Potensial elastik
(2)Penurunan Rumusan
Operasional pada sistem Panjat
Tebing
Analisis jatuh
Perumusan
Diaplikasikan untuk melihat sudut pandang kerasnya jatuh yang dialami
pemanjat
Konsep faktor jatuh (diungkapkan dalam bentuk
0 sp 2)
ketinggian saat jatuh Faktor jatuh (f)
panjang tali
Secara konsep faktor jatuh 2 merupakan peristiwa jatuh yang paling keras dan berbahaya.
Kita akan mencoba mengilustrasikan persamaan gaya impact pada tali terhadap berbagai kasus jatuh yang berbeda atau terhadap faktor jatuh 0 sampai 2.
Panjang tali Yang digunakan
1.Faktor jatuh 0.
Tali = L= 100ft
Posisi awal W h = 0
anchor
st
Gambar 3.
st
Kita dapat menghitung nilai
st
dengan mudah. Dimana d = W/K = WL / M
W = 176 lbs = 80 kg, panjang tali L = 100 ft = 30.48 meter dan modulus yangdigunakan adalah modulus tali dinamis yang kita ambil 5000 lbs.
Maka
Dengan demikian pada kasus faktor jatuh 0 dapat kita temukan bahwa impact load factor adalah 2.0 atau impact force yang dihasilkan adalah 352 lbs gaya dalam tali.
(3) Penerapan rumusan operasional untuk
beberapa kasus faktor jatuh
2.Fall Factor 1
Posisi akhir W Posisi awal W
h = L= 100ft
Dengan demikian pada kasus fall factor 1 dapat kita temukan bahwa impact load factor adalah 8.6 atau impact force yang dihasilkan adalah 1514 lbs gaya dalam tali.
Posisi awal W
h = 2L= 200ft
Posisi akhir W Tali: L=100ft
3. Fall Factor 2
st
Pada kasus ini kita telah mengetahui
ini merupakan kasus terburuk dalam fall factor. Pada gambar 5 jatuh akan menjadi dua kali panjang dari tali, atau disebut fall factor 2.
7
Dengan demikian pada kasus fall factor dapat kita temukan bahwa
impact load factor adalah 11.7 atau impact force yang dihasilkan
Rasio F/W ( impact load factor )
g’s Seperti yang kita bahwa dalam literature percepatan 10g akan
menyebabkan efek pendarahan yang mengalir dari kepala ke kaki,
dan percepatan 16g’s akan menyebabkan kerusakan besar pada
manusia,cukup membuat pecahnya tulang.
Jadi, fall factor 0 sampai 1 masih dalam batas aman, sedangkan fall factor 2 Merupakan keadaan yang berbahaya dan keras
Fall faktor 2 merupakan suatu kasus yang terburuk dapat
juga dihasikan pada jarak jatuh yang sangat pendek.
Hal ini dapat kita buktikan pada 2 skenario yang berbeda,
tapi dengan kasus fall factor 2 yang sama.seperti pada gambar 6
Posisi awal W
h = 2L= 300ft
Posisi akhir W Tali:
L=150ft
Tali: L=5ft
B. A.
Analisis Fall Leader (Aplikasi)
Leader merupakan pemanjat pertama yang merintis jalur.
WL
hM
W
F
2
1
1
h = 2 L2.
Pada gmbr panjang tali leader yaitu L2. pemanjat akan jatuh pada jarak
h= 2 L2. pergeseran statis didasari pada jarak total L = L1 + L2.
Perumusan nya:
mechanical advantage 2:1 Anggapan tidak friksi
Anchor (disini kita pilih karabiner dan ) akan menerima dua kali gaya yang ada pada tali pitonatau tiada lain adalah impact force yang terjadi pada belayer dan leader jatuh. Hal ini biasa kita sebut dengan pulley effect, maka jelas asumsi yang digunakan adalah diabaikan nya efek friksi.
Pembatasan Sistem Proteksi
Pada kasus fall factor 2
dapat kita temukan bahwa
impact load factor adalah 11.7 atau
impact force yang dihasilkan
adalah 2060 lbs gaya dalam tali.
UIAA TEST
Percobaan dalam keadaan fall factor 2 diperoleh impact force atau disarankan tidak melebihi 12 kN(2697 lb).
Maka batas standar minimum pembatasan anchor adalah mampu bertahan pada 25 kN
25 kN ??
Merupakan batas kemampuan secara fisik ketahanan manusia menerima gaya tanpa mengalami kematian
0.5 1 1.5 2
faktor 2.5
5 7.5
10 12.5
15 17.5
Gaya impact kN
(1) (2)
(3) (3)
Batas aman (12 kN)
(4) Analisis Faktor Keamanan Dalam Panjat Tebing
(a) Di tinjau dari tipe tali
Gaya impact sebagai fungsi faktor jatuh untuk massa pemanjat 80 kg untuk tiga tipe tali (1) PMI (regangan=0.009), (2) Blue Water
(regangan=0.011) dan (3) Goldline (regangan 0.088)
Tali jenis Goldline ternyata memiliki tingkat keamanan yang paling tinggi karena tali jenis ini di setiap rentang faktor jatuh, gaya impact masih dibawah batas aman.
0.5 1 1.5 2
faktor 5
10 15 20 25
Gaya impact kN
(1)
(2)
(3)
Batas aman (12 kN)
(4) Analisis Faktor Keamanan Dalam Panjat Tebing
(b) Di tinjau dari massa pemanjat
Berdasarkan persamaan (..) dapat diplot grafik Gaya impact
sebagai fungsi faktor jatuh untuk PMI (regangan=) untuk tiga massa pemanjat yang berbeda (1) 120 kg, (2) 80 kg dan (3) 40 kg
Untuk jenis tali Blue water,terdapat pengaruh massa
pemanjat.Semakin ringan massa pemanjat semakin berada di bawah garis aman untuk rentang faktor jatuh tertentu.
0.5 1 1.5 2
faktor 5
10 15 20
Gaya impact kN
(1)
(2)
(3)
Batas aman (12 kN)
(4) Analisis Faktor Keamanan Dalam Panjat Tebing
(b) Di tinjau dari massa pemanjat
Berdasarkan persamaan (..) dapat diplot grafik Gaya impact
sebagai fungsi faktor jatuh untuk Blue Water (regangan=0.011) untuk tiga massa pemanjat yang berbeda (1) 120 kg, (2) 80 kg dan (3) 40 kg
Untuk jenis tali Blue water,terdapat pengaruh massa
pemanjat.Semakin ringan massa pemanjat semakin berada di bawah garis aman untuk rentang faktor jatuh tertentu.
0.5 1 1.5 2
faktor 2
4 6 8 10 12
Gaya impact kN
(1)
(2)
(3)
Batas aman (12 kN)
(4) Analisis Faktor Keamanan Dalam Panjat Tebing
(b) Di tinjau dari massa pemanjat
Berdasarkan persamaan (..) dapat diplot grafik Gaya impact
sebagai fungsi faktor jatuh untuk Goldline (regangan=) untuk tiga massa pemanjat yang berbeda (1) 120 kg, (2) 80 kg dan (3) 40 kg
Untuk jenis tali Goldline untuk massa pemanjat 120 kg dapat dikatakan aman untu rentang faktor jatuh sampai dengan 2.
Kesimpulan
• dari analisis dapat kita ketahui bahwa perilaku tali saat menahan pemanjat jatuh dapat kita asumsikan seperti sistim massa-pegas sederhana, dimana yang tiada lain adalah tali harus mempunyai sifat menyerap energi yang mengalir pada tali.
• gaya yang ada pada tali dapat kita sebut Impact Force.
Gaya ini timbul bergantung pada berat pemanjat, sifat material tali (konstanta tali), dan jarak jatuh pemanjat dibagi panjang tali yang digunakan (fall factor).
perhitungan bahwa impact force dalam keadaan kasus fall factor 0 dan 1 menunjukkan batas masih aman atau efek yang terasa saat jatuh masih bisa ditoleransi oleh tubuh pemanjat dan sistem pengaman pemanjatan (anchor, tali, knotting dll.). Begitu sebaliknya gaya yang terjadi pada fall factor 2, akan menyebabkan dampak yang sangat besar bila terjadi kejatuhan. Efek yang mungkin terjadi adalah putusnya tali pengaman, jebolnya sistem anchor dan efek pada tubuh mengalami gaya shock yang besar terhadap tubuh.
impact force yang harus diterima oleh tali adalah kurang dari 12 kN dan batas minimum anchor (kemampuan menahan gaya) adalah direkomendasikan 25 kN (5500 lb)
h
WL
M
W
W
F
1
2
Teori
Panjat
Konsep Fisika
Satuan kN
dalam peralatan
panjat
Saat jatuhnya Pemanjat yang terjadi adalah
•Momentum (Fxt)
•Kekekalan energi, energi potensial, E. kinetik, E. strain
•Sistem sederhana massa-pegas •Kekakuan tali, modulus tali
Pada dasarnya
Menunjukan taraf kekuatan atau kemampuan ketahanan gaya yang akan diberikan, contoh : pada carabiner tertulis 25 kN, berarti yang tertera tsbt menunjukan nilai minimum yang harus dimiliki pada saat menerima gaya.
25 kN=25000 N, karena 1 kN=224 lb, maka 25 kN=5600 lb
Impact Force : gaya maksimum yang dicapai. Bila kita representasikan kedalam bentuk grafik F terhadap t sekon
Impact force
T (sekon) F (N)
Gaya yang timbul pada saat
perpanjangan tali, yang terjadi tidak secara instan. Hal ini ada hub nya dengan peran belayer
Setelah pemanjat jatuh dalam jarak tertentu, pemanjat mencapai momentum kebawah yang mana akan ditahan dan direduksi hingga nol terhadap waktu dt oleh aksi tali. Grafik dibawah kurva menunjukan total impuls jatuhnya pemanjat
Impact Force, bergantung pada berat pemanjat, konstanta material (modulus tali), dan faktor jatuhnya.
