analisis sistem tali pada panjat dinding/tebing (presentasi akhir)

ANALISIS SISTEM KEAMANAN PADA

PANJAT TEBING

Disusun oleh :

Moch Wawan K

034503Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKAPROGRAM NON KEPENDIDIKAN

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDKAN INDONESIA2007

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

Latar Belakang

Panjat Tebing merupakan aktivitas yang identik dengan daya tahan tinggi danproses berpikir cepat dan akurat saat menghadapi tebing batuan dengan caramerintisnya menggunakan cengkraman tangan disertai pijakan kaki.

Pemahaman yang mendasar akanpenggunaan sistem keamanan….

Analisis sistem keamanandalam panjat tebing

Jenis taliMassa 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 studiliterature.


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

tebingProses Penghentian pemanjat yang jatuh

Akan menghasilkan gaya yang harus diserap oleh Tali

SIMPLE LINEAR MODEL

Gaya pada tali

KF 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

MK

FM

L


E.Potensial gravitasi=E.Potensial elastik

(2)Penurunan Rumusan

Operasional pada sistem Panjat

Tebing

mgmghPE

2

2

1)( KdxxFSE

02

1 2 KWWh

K

KWhWW 22

hW

KWWK 21

st

h

W

F

211

Pers. Gaya maksimum pada tali (impact force)

Analisis jatuh

Perumusan

Diaplikasikan untuk melihat sudut

pandang kerasnya jatuh yang dialami

pemanjat

Konsep faktor jatuh (diungkapkan dalam bentuk

0 sp 2)

ketinggian saat jatuhFaktor 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 taliYang digunakan

Panjang taliYang digunakan

1.Faktor jatuh 0.

Tali = L= 100ft

Posisi awal W

h = 0

anchor

st

Gambar 3.

st

h

W

F

211 Kita dapat menghitung nilai

stdengan mudah. Dimana d = W/K = WL / M

W = 176 lbs = 80 kg, panjang taliL = 100 ft = 30.48 meter danmodulus yangdigunakan adalahmodulus tali dinamis yang kitaambil 5000 lbs.

Maka

0.25.3

011

52.35000

100.176

w

F

ftlbs

ftlbsst

Dengan demikian pada kasus faktor jatuh 0 dapat kita temukan bahwa impactload factor adalah 2.0 atau impact force yang dihasilkan adalah 352 lbs gayadalam tali.

(3) Penerapan rumusan operasional untuk

beberapa kasus faktor jatuh


2.Fall Factor 1

Posisi akhir W

Posisi awal W

h = L= 100ft

6.85.3

20011

52.35000

100.176

w

F

ftlbs

ftlbsst

Dengan demikian pada kasus fall factor 1 dapat kita temukan bahwa impact load factor adalah 8.6 atauimpact 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 mengetahuiini merupakan kasus terburuk dalam fall factor. Pada gambar 5 jatuh akan menjadi dua kali panjang dari tali, atau disebut fall factor 2.

7.115.3

40011

52.35000

100.176

w

F

ftlbs

ftlbsst

Dengan demikian pada kasus fall factordapat kita temukan bahwaimpact load factor adalah 11.7 atau impact force yang dihasilkan adalah 2060 lbs gaya dalam tali.

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 yangterburuk dapatjuga dihasikan pada jarak jatuh yangsangat pendek.Hal ini dapat kita buktikan pada 2skenario yang berbeda,tapi dengan kasus fall factor 2 yangsama.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 211

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 2:1Anggapan tidak friksi


Anchor (disini kita pilihkarabiner dan ) akanmenerima dua kali gaya yangada pada tali pitonatau tiadalain adalah impact force yangterjadi pada belayer danleader jatuh. Hal ini biasakita sebut dengan pulleyeffect, maka jelas asumsiyang digunakan adalahdiabaikan nya efek friksi.


Pembatasan Sistem Proteksi

Pada kasus fallfactor 2dapat kita temukanbahwaimpact load factoradalah 11.7 atauimpact force yangdihasilkanadalah 2060 lbsgaya dalam tali.

UIAA TESTPercobaan dalamkeadaan fall factor 2diperoleh impact forceatau disarankan tidakmelebihi 12 kN(2697lb).

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 2faktor jatuh

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.



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 impactsebagai fungsi faktor jatuh untuk PMI (regangan=) untuk tigamassa 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.



5

10

15

20

Gaya impact kN

(1)

(2)

(3)

Batas aman (12 kN)


Berdasarkan persamaan (..) dapat diplot grafik Gaya impactsebagai 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.



2

4

6

8

10

12

Gaya impact kN

(1)

(2)

(3)

Batas aman (12 kN)


Berdasarkan persamaan (..) dapat diplot grafik Gaya impactsebagai fungsi faktor jatuh untuk Goldline (regangan=) untuk tigamassa 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 pemanjatjatuh dapat kita asumsikan seperti sistim massa-pegas sederhana, dimana yangtiada lain adalah tali harus mempunyai sifat menyerap energi yang mengalir padatali.• gaya yang ada pada tali dapat kita sebut Impact Force.Gaya ini timbul bergantung pada berat pemanjat, sifat material tali (konstantatali), dan jarak jatuh pemanjat dibagi panjang tali yang digunakan (fall factor).

perhitungan bahwa impact force dalam keadaan kasus fall factor 0 dan 1menunjukkan batas masih aman atau efek yang terasa saat jatuh masih bisaditoleransi oleh tubuh pemanjat dan sistem pengaman pemanjatan (anchor, tali,knotting dll.). Begitu sebaliknya gaya yang terjadi pada fall factor 2, akanmenyebabkan dampak yang sangat besar bila terjadi kejatuhan. Efek yangmungkin terjadi adalah putusnya tali pengaman, jebolnya sistem anchor dan efekpada tubuh mengalami gaya shock yang besar terhadap tubuh.

impact force yang harus diterima oleh tali adalah kurang dari 12 kN dan batasminimum anchor (kemampuan menahan gaya) adalah direkomendasikan 25 kN(5500 lb)

hWL

MWWF 21


Teori

Panjat

Konsep Fisika

Satuan kNdalam

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 ataukemampuan ketahanan gaya yangakan diberikan, contoh : padacarabiner tertulis 25 kN, berartiyang tertera tsbt menunjukan nilaiminimum yang harus dimiliki padasaat menerima gaya.25 kN=25000 N, karena 1 kN=224lb, 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.

hW

KWWK 21 h

WL

MWWF 21


analisis sistem tali pada panjat dinding/tebing (presentasi akhir)

Education