ANALISIS SISTEM KEAMANAN PADA PANJAT TEB (1)

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

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

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

Massa pemanjat

Jenis tali

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

Faktor jatuh

Diperlukan suatu
perumusan operasional
dalam sistem panjat
tebing untuk
menafsirkan faktor

keamanan dalam
panjat tebing

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)

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

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.

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

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
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

(1) Analisis Sistem Tali pada panjat
tebing
Proses
Penghentian

pemanjat yang
jatuh

Akan
menghasilk
an gaya
yang harus
diserap
oleh Tali

SIMPLE LINEAR MODEL
Gaya pada tali

F  K
Dimana : F = gaya pada tali, K

= kekakuan tali,
=perpindahan
tali dari panjang mula

Kualitas tali
dikarakteristik oleh
modulus tali M=EA
Maka kekakuan tali

M 
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

F



K



M
L



L

(2)Penurunan Rumusan
Operasional pada sistem Panjat
Tebing
E.Potensial gravitasi=E.Potensial
elastik

PE  mgh  mg
Wh  W 

1
SE   F ( x)dx  K 2
2

1
K 2  0
2

W  W 2  2 KWh


K
Pers. Gaya maksimum
pada tali (impact
force)

F
2h
 1 1
W
 st

K
K  W  W 1 2 h
W

Analisis jatuh

Perumusan

Diaplikasikan untuk
melihat sudut
pandang kerasnya
jatuh yang dialami
pemanjat

Konsep faktor jatuh
(diungkapkan dalam bentuk
0 sp 2)

Faktor jatuh (f) 

Panjang tali
Yang digunakan

ketinggian saat jatuh
panjang tali

Panjang tali
Yang digunakan

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.

(3) Penerapan rumusan operasional untuk
beberapa kasus faktor jatuh
1.Faktor jatuh 0.
anchor

F
2h
 1 1
W
 st

Tali = L=
100ft
Posisi awal W

h=0

 st

Kita dapat menghitung nilai
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.

176lbs.100 ft
 3.52 ft
5000lbs
0
F
 1 1
 2.0

3.5
w

 st 
Gambar 3.

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.

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

 st

2.Fall Factor 1

Posisi awal W

h = L= 100ft

Posisi akhir W

176lbs.100 ft
 3.52 ft
5000lbs
200
F
 1 1
 8.6
3.5
w

 st 

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.

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

3.

Fall Factor 2
Posisi awal W

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.

Tali: L=100ft

h = 2L= 200ft

 st

Posisi akhir W

176lbs.100 ft
 3.52 ft
5000lbs
F
400
 1 1
 11.7
w
3.5

 st 

Dengan demikian pada kasus fall factor
dapat kita temukan bahwa
impact 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 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

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

Posisi
awal W
Tali:
L=150ft

A.

h = 2L=
300ft

Posisi
akhir W

Tali:
L=5ft
B.

Analisis Fall Leader (Aplikasi)
Leader merupakan pemanjat pertama yang merintis jalur.
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:
h = 2 L2.

F
2hM
 1 1
W
WL

mechanical advantage 2:1
Anggapan tidak friksi

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

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.

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

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

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

(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)
Gaya impact kN
17.5

(1)
(2)

15

Batas aman (12 kN)

12.5
10
7.5

(3)

5
2.5
faktor
0.5

1

1.5

2

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.
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

(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
Gaya impact kN

(1)

25
20

(2)
Batas aman (12 kN)

15
10

(3)

5
faktor
0.5

1

1.5

2

Untuk jenis tali Blue water,terdapat pengaruh massa
pemanjat.Semakin ringan massa pemanjat semakin berada di
bawah garis aman untuk rentang faktor jatuh tertentu.
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

(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
Gaya impact kN

(1)
20
15

(2)
Batas aman (12 kN)

10

(3)

5
faktor
0.5

1

1.5

2

Untuk jenis tali Blue water,terdapat pengaruh massa
pemanjat.Semakin ringan massa pemanjat semakin berada di
bawah garis aman untuk rentang faktor jatuh tertentu.
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

(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

Gaya impact kN

Batas aman (12 kN)

12

(1)

10
8

(2)

6
4

(3)

2
faktor
0.5

1

1.5

2

Untuk jenis tali Goldline untuk massa pemanjat 120 kg dapat
dikatakan aman untu rentang faktor jatuh sampai dengan 2.
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

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).

F  W W 1 2

M
h
WL

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)
Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

Teori
Panjat
Satuan kN
dalam
peralatan
panjat

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

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

Konsep Fisika

Saat jatuhnya Pemanjat
yang terjadi adalah
Pada dasarnya

•Momentum (Fxt)
•Kekekalan energi, energi potensial,
E. kinetik, E. strain
•Sistem sederhana massa-pegas
•Kekakuan tali, modulus tali

Impact Force : gaya maksimum yang dicapai. Bila kita representasikan kedalam
bentuk grafik F terhadap t sekon
Gaya yang timbul pada saat
perpanjangan tali, yang terjadi tidak
secara instan. Hal ini ada hub nya
dengan peran belayer

F (N)
Impact
force

T (sekon)

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.

K
K  W  W 1  2 h
W

Komunitas Hijau Fisika(KHAUF) HMF FPMIPA UPI

M
h
F  W W 1 2
WL