Физика в танцевальных движениях
- Участник: Чернов Никита Артемович
- Руководитель: Зотова Татьяна Владимировна
С первого класса я посещаю хореографический ансамбль «Сувенир», в котором на протяжении нескольких лет познакомился с танцами многих народов. Чтобы танец был красивым, необходимо затрачивать много энергии и физических сил. Когда я стал изучать физику, то понял, что танцевальные элементы могут быть отточены, если буду использовать законы физики.
С другой стороны выбор моей темы обусловлен популярностью танцев среди молодёжи, о чём свидетельствует, шоу «Танцы» на ТНТ и «Россия». Танцевальные движения неразрывно связаны с такими физическими понятиями, как равновесие и инерция. Поэтому более точные и красивые движения, которые выполняются танцорами, немыслимы без объяснения законов физики.
Танцы — ритмичные, выразительные телодвижения, обычно выстраиваемые в определённую композицию и исполняемые с музыкальным сопровождением.
У меня возникла гипотеза-утверждение: знание законов физики и применение их в работе танцовщиков поможет им в исполнении элементов и уменьшит вероятность травмированности артистов.
Для того чтобы подтвердить свою гипотезу необходимо разобрать следующие пункты:
1. Равновесие
Равновесие является важной частью станка и экзерсиса.
Экзерси́с (фр. exercice — «упражнение», от лат. exercitium) — комплекс всевозможных тренировочных упражнений, составляющих основу урока классического танца, способствующий развитию силы мышц, эластичности связок.
Довольно часто для начинающих танцоров удержать баланс бывает затруднительно, даже имея опору.
Уверенно стоять на ногах, а зачастую даже на одной, поможет соблюдение простого правила: вертикальная проекция центра тяжести должна находиться внутри площади опоры. Наглядный пример этого закона – Пизанская башня, она не падает, потому что закономерность соблюдается (допустимо небольшое нарушение, поскольку она вкопана в землю). Если же центр тяжести исполнителя смещается, то человеку приходится переступить и принять новую позу. Так же действует зависимость: чем выше центр тяжести, тем большее затруднение вызывает сохранение устойчивого положения. Так, например, в игрушках типа неваляшки он располагается очень низко, поэтому они устойчивые.
2. Вращения
Техника вращений так же немало важна в классическом танце, как ни странно, они напрямую зависят от равновесия, но в данных случаях действуют несколько иные законы. Примеры вращений: pirouette (пируэт), fouetté (фуэте) и др.
Нам удастся разобраться в том, как балерина выполняет вращательные движения с огромной скоростью, если мы проанализируем положение ее корпуса. Исполнительница вытягивается, подобно струне, и отставляет ногу или руку перпендикулярно выполняемому движению. Создается впечатление будто, она отталкивается каждый раз от невидимой стены. На самом же деле главным помощником танцовщицы является закон сохранения углового момента – чтобы повысить скорость вращения нужно снизить массу или приблизить ее к оси вращения. Это и делает, прижимая руки или ногу к телу.
Пируэт (pirouette). Начиная пируэт, танцовщик ставит опорную стопу на носок, отталкивается рабочей ногой от пола, сообщая себе вращательный импульс. За долю секунды он принимает необходимую позу, которой соответствует момент инерции, поэтому первоначальна быстрота вращения исполнителя достаточно низкая. Балерун (или балерина) прижимает руки и опускает ногу. Момент инерции сокращается в 7 раз, на столько же увеличивается угловая скорость — благодаря чему балерун делает несколько быстрых оборотов на носке, а для того чтобы прекратить крутиться, он опять поднимает ногу и руки, скорость уменьшается, и танцовщик останавливается.
Фуэте (fouetté). При выполнении fouetté действуют два принципа – проявления закона сохранения момента импульса. Известно, что момент импульса – это направленный перпендикулярно (в нашем случае вертикально вверх) и пропорционально скорости углового вращения вектор.
Существует прием, который используется при совершении фуэте: танцовщица поднимает руки в 3 позицию, благодаря этому она начинает вращаться быстрее. Это так же осуществляется из-за того же закона.
Итак, мы можем сделать вывод: все шокирующие вращения – это правильное применение закона сохранения момента импульса и вращательного импульса.
3. Прыжки
Прыжки – это наиболее трудоемкая часть урока классического танца. Подготовка к прыжкам занимает огромное количество времени, для того чтобы укрепить мышцы и наработать силу ног.
Ускорение танцоров во время прыжка сравнимо с результатами лучших спортсменов (прыгунов в высоту). Тело танцора во время прыжка развивает скорость до 4,5 м/с примерно за 0,25 с. Разделим 4,5 м на 0,25 с, и получим ускорение равное 18 м/с (2g). Например: лифт, начиная движение, имеет перегрузку от 1,3 до 1,6 g.
Найдем мощность прыжка балетного танцора. Предположим, что масса балеруна 65 кг, значит работа равна 650 Джоулям (0,16 килокалориям). Следовательно, мощность прыжка продолжительностью 0,2 секунды равна 650 Дж/0,2 с. Получим 3250 Вт (»3,3 кВт), что приблизительно = 5 лошадиным силам. Чтобы взметнуться вверх исполнителю необходимо приложить как можно больше усилий для того, чтобы изменить горизонтальную составляющую набранной скорости в вертикальную. Горизонтальная скорость танцора составляет примерно 8 м/с, а вертикальная – 4,6 м/с.
Grand jetе. Как танцоры достигают «иллюзии полета»?
Исполняя grand jetе, танцовщица будто бы летит над сценой, но на самом деле её центр тяжести описывает параболу, как и любой объект во время падения руководствуется исключительно гравитационной силой. Но тело человека изменяет конфигурацию во время полета. Прыгая, балерина расширяет ноги и руки. Такой манёвр делает приземление (падение) практически незаметным и создает ощущение невесомости исполнительницы.
Pas de Chat. Другой прыжок, создающий подобную иллюзию – Pas de Chat (шаг кошки). Танцовщица делает pliе, а во время нарастания шага резко поднимает по очереди колени, получается, что на момент самого высокого положения ноги находятся в воздухе в одно время. Танцовщица будто бы замирает в воздухе на долю секунды. Приземляясь, она опускает ноги также по очереди, что делает падение мягким и плавным.
Способность балерины держать положение в воздухе называют баллон.
Приземление немаловажная часть прыжка, так как законы физики устанавливают, что импульс должен быть рассеян. Тяжелое приземление разрушило бы всю иллюзию легкости, а, может быть, и травмировало танцовщицу. Секрет решения проблемы – это пол, разработанный для поглощения удара. Также балерина сгибает колени (plié) и растягивает ногу от пальцев до пятки. Это нужно не только для артистического замысла, но и для безопасности исполнительницы. Эту технику должны преподавать компетентные преподаватели.
Чтобы справляться со своей партией, балерина будто бы бросает вызов земному притяжению, работая на максимум. Основы физики и науки человеческого восприятия обеспечивают понимание того, как это достигнуто.
4. Поддержки
Поддержка – один из красивейших элементов балетных номеров.
В цирке, например, один артист может удержать целую группу, немного балансируя, для того, чтобы центр тяжести всей «конструкции» проходил внутри площади опоры. Танцовщику балета вряд ли приходится удерживать более одной партнерши. Поэтому он легко соблюдает устойчивость при исполнении различных поддержек, следя лишь, чтобы общий центр тяжести исполнителей всегда находился точно над его ступнями.
Далее еще немного о балетных позах.
1) Aрабеск – одна из основных поз классического танца.
В этом движение учитывается центр тяжести.
Центр тяжести — неизменно связанная с твёрдым телом точка, через которую проходит равнодействующая сил тяжести, действующих на частицы этого тела при любом положении тела в пространстве.
Данное физическое явление рассматривается в учебнике по физике А.В. Пёрышкина за 8 класс.
2) Фуэте – это фигура классического танца, состоящая в повороте на пальцах одной ноги и одновременном круговом движении в воздухе другой ноги.
В этом движение присутствует физический закон, который впервые был сформулирован Р. Декартом «Закон сохранения момента импульса тела».
Закон сохранения момента импульса – это момент импульса замкнутой системы тел относительно любой неподвижной точки не изменяется с течением времени.
В законе сохранения присутствует следствие симметрии пространства-времени.
Принцип симметрии был всегда путеводной звездой физиков, и она их не подводила.
Но вот в 1956 г. Ву Цзянь, обнаружил асимметрию в слабых взаимодействиях: он исследовал β-распад ядер изотопа СO60 в магнитном поле и обнаружил, что число электронов, испускаемых вдоль направления магнитного поля, не равно числу электронов, испускаемых в противоположном направлении.
В этом же году Л. Ледерман и Р. Гарвин (США) обнаружили нарушение симметрии при распаде пионов и мюонов.
Данное физическое явление рассматривается в учебнике по физике А.В. Пёрышкина за 9 класс.
3) Grand jete – это прыжок с одной ноги на другую, в котором ноги раскрывают шпагат в воздухе.
В этом движение присутствует физическое явление: «Гравитационная сила».
Гравитационная сила – это сила, с которой притягиваются друг к другу тела определённой массы, находящиеся на определённом расстоянии друг от друга.
Английский учёный Исаак Ньютон в 1867 г. открыл закон всемирного тяготения.
Всем известна знаменитая притча о яблоке, которое упало на голову Ньютону. Но дело в том, что Ньютон не открывал закона всемирного тяготения, так как этот закон просто напросто отсутствует в его книге «Математические начала натуральной философии». В этом труде нет ни формулы, ни формулировки, в чём каждый желающий может убедиться сам. Более того, первое упоминание о гравитационной постоянной появляется только в 19-м веке и соответственно, формула, не могла появиться раньше. К слову сказать, коэффициент G, уменьшающий результат вычислений в 600 миллиардов раз не имеет никакого физического смысла, и введён для сокрытия противоречий.
Данное физическое явление рассматривается в учебнике по физике А.В. Пёрышкина за 9 класс.
На основе всего вышесказанного можно сделать вывод, что артист – это не только физически подготовленный человек, но и в какой-то степени физик. Ведь каждый номер должен быть идеально отработан, а без знаний физики это достаточно затруднительно. Соответственно, подготовка осуществляется с помощью этой точной науки.
В результате проделанной работы я выяснил, что умение использовать законы физики напрямую связано с карьерой и танцевальными возможностями балерины.
Ссылка: https://drive.google.com/file/d/0Bz70DG5FOyZ9RDVpb0R0R0hSdWc/view?usp=sharing