Физика в балете

Окружная научная конференция учащихся

Секция «Физика»

                                  Физика в балете

                                                                        Автор: Логинова Юлия, учащаяся 10 класса

                                                    ГБОУ СОШ пос Новоспасский

                                                               м.р.Приволжский Самарской области

                                                               Научный руководитель: Кадерова С.Н

                                                            учитель физики высшей категории

с.Приволжье

2013

Содержание

Введение……………………………………………………………….….…...4

ГЛАВА I. Теоретическая часть 

1.1 План работы………………………………………………………………..6

1.2. История возникновения балета………………………………...……..…7

ГЛАВА II. Практическая часть

2.1. «Танец на пуантах»………………………………………………………9

2.2. «Пируэт»…………………………………………………………..……...10

2.3 «Элевация»(высокий прыжок)………………….………………….……11

2.4  Мощность прыжка танцора……..………………………..…………… 11

2.5 «Иллюзия полета» ………………………….……………………..……. 12

2.6 Arabesgue(арабеск)………………………………………………………..13

2.7 Верхняя поддержка балерины на одной руке…………………………...13

Выводы……..…………………………………….……………………………14

Литература……………………………..……………..……………….………15

Приложение….……………………………..……………………………….. 16

Введение

 Балет - ты нежное виденье

 Моей мечты волшебный свет,

 Моя любовь и вдохновенье,

 Ты жизнь моя.

 О сказка... О балет...

Балет является самым известным танцевальным действием из-за его уникальных особенностей и методов, таких как работы на пуантах, поворотов ног и больших растяжек, изящных, плавных, точных движений и за его воздушность. Многие утверждают, что балет устарел в наши дни, что это  не популярное искусство для масс. У большинства встречи с балетом заканчиваются посещением одного балетного спектакля. Я считаю, что балет требует внимания, понимания, желания видеть и воспринимать прекрасное. А на это способны немногие. И, по-моему, это вполне нормально. Малларме говорил о том, что поэзия — это сфера избранных. И не нужно всем читать поэзию — она не для всех. Так и балет, он не для всех.

      Я же  из тех, кто любит балет. Уже давно, меня интересует все, что связано с ним. Балетные спектакли всегда производили на меня хорошее впечатление. Но вопросов возникает всегда не меньше, чем впечатлений. Мне интересно насколько сложно выполнить увиденные  движения самому. И возможно ли это вообще? Как можно описать и скорость балерины во время вращения, и давление на пуанты и др. И эти, как и почему долгое время мучили меня, пока я не стала изучать физику. Чтобы объяснить все, конечно нужно использовать законы физики. Мне стало интересно, зависит ли успех и жизнь артиста от применения законов физики?

   Возникает гипотеза: знание законов физики и умение их применять необходимо в жизни артиста балета.

     В связи с этим цель данного исследования: показать необходимость знания законов физики  артистами балета и создать  сборник задач  «Физика в балете».

    Для её достижения были решены следующие задачи:

1. Познакомиться с историей балета.
2. Установить взаимосвязь балетных номеров и физических законов, понятий, явлений.
3. Рассмотреть различные балетные движения с точки зрения физики, раскрыв их некоторые секреты.
4. Сделать вывод о необходимости умелого использования законов физики артистами балета, как для успешного выполнения номера, так и для собственной безопасности.
5. Составить самостоятельно задачи для сборника  «Физика в балете».

Предмет исследования: балетные номера.

ГЛАВА I. Теоретическая часть     

1.1 План работы

 1этап.  Выбор темы

   При выборе темы  мною было изучено  множество интересных научных работ по физике, в которых раскрывались секреты музыки, живописи, фотографии, кино, цирка и других видов искусства. Но  о  секретах  артистов балета и о сложности их работы ничего не  рассказывалось.  

2 этап. Сбор информации

     Всё началось со сбора  названий  балетных движений,  их  описания,  и поиска  точных значений  физических величин (скорости вращения балерины, средней массы балерины и т.д.), необходимых для расчетов

   Поиск проводился как с использованием библиотечной литературы (статьей в газетах, книг, специализированных пособий), так и в Интернете. 

3 этап. Изготовление продукта

   Для  сборника задач «Физика в балете» были отобраны самые интересные по – моему мнению движения: пируэт, фуэте, арабеск, Grand jetе и другие. При этом  составлялись задачи с реальными данными, необходимыми для выполнения того или иного движения.  В   условии  задач  использовались  интересные факты из истории балета.

   Сборник содержит подсказки,  необходимые для  разбора решения задач в случае затруднений, так как предполагается  работа  учащихся со сборником как в классе, так и дома при самостоятельном  изучении различных  тем по физике раздела «Механика».  

2.  История возникновения балета.

Балет – это определенная академическая форма танца и техники, которая преподается в балетных школах согласно определенным методам. Существует много балетных школ во всем мире, которые специализируются в различных стилях балета и различных методах обучения. Танцевальные работы, использующие эту технику, называются балетом, и обычно включают танец, пантомиму, действие и музыку (обычно оркестровую, но иногда и вокальную). Балет является самым известным танцевальным действием из-за его уникальных особенностей и методов, типа работы на пуантах, поворотов ног и больших растяжек, изящных, плавных, точных движений и за его воздушность.

 Танец проходит через историю. Традиции танца рассказа развились в Китае, Индии, Индонезии и Древней Греции. Театральный танец был известен на более широкой арене древнегреческого театра. Когда Римская империя завоевала Грецию, они ассимилировали греческий танец и театр со своим искусством и культурой. В то время как танец продолжал быть важным в Средневековье, несмотря на незаслуженное подавление Церковью, искусство балета не появлялось до конца 1400-х в Италии. Италия начала свои традиции балета, но это были французы, которые позволили такой расцвет. Включая аспекты итальянского балета, французский балет занял выдающееся место и повлиял на жанр танца интернационально. К нашим дням большинство балетной терминологии происходит из французского языка.

 В прошлом столетии, Соединенные Штаты также развивали свои собственные традиции балета, наиболее значительно с балетмейстером Джорджем Баланчин. Хотя интерес в современном танце расширился, включая современный танец, джаз, фламенко и другие формы, балет перенес тестирование временем и все еще преподается и исполняется.

 Этимология слова "балет" относится к развитию художественной формы. Слово «балет» происходит из французского языка и было заимствовано в английский язык в 17-м столетии. Французское слово в свою очередь берет свое начало в итальянском балете, уменьшительное «ballo» (танец). Балет, в конечном счете, прослеживает свой путь назад к латинскому «ballere», означающего «танцевать». [5]

Балет, особенно классический балет, помещает большой акцент на метод и выполнение движений. Отличительная особенность балета – это наружное вращение от бедра. Основа танца состоит из пяти основных позиций. Молодые балерины получают строгое образование по методике их балетной школы, в которую начинают ходить в детстве и заканчивают с окончанием средней школы. Студенты обязаны изучать названия, значения и уточнять технику каждого движения, которое они изучают. Акцент помещен в формировании силы главным образом в нижней части тела, особенно ног, и средней части (также называемой центральной или абдоминальной), поскольку сильный центр и пресс необходим для многих движений в балете, особенно поворотов. Также важно развитие гибкости и сильные ноги для того, чтобы танцевать на пуантах.

Балетные техники вообще связаны с той областью, в которой они произошли, типа российского балета, французского балета, итальянского балета. Хотя существуют некоторые небольшие региональные изменения, 'правила' и словарь движений балета остаются одинаковыми во всем мире. Различные учебные методы балета разработаны, чтобы произвести различное эстетическое качество от студентов. Это особенно примечательно в высоких растяжках и динамических поворотах российского балета, тогда как итальянский балет более основан на нижней части с большим фокусом на быстрой работе ног ( Тарантелла - известный итальянский народный танец, который, как полагают, повлиял на итальянский балет.)

 Во многих случаях, некоторые из самых известных методов балета названы в честь их создателей. В России например, две из самых известных систем балета - метод Вагановой в честь Агриппины Вагановой и метода Легата, в честь Николая Легата, а в Италии, преобладающая техника- метод Секкетти в честь Энрико Секкетти. Другая популярная европейская система приблизительно того же самого периода - метод Бурнонвилль, который произошел в Дании и назван в честь Августа Бурнонвилля. [6]

ГЛАВА II. Практическая часть

Для того, чтобы раскрыть секреты некоторых движений, они  рассматривались  «глазами зрителя» и «глазами физика».

Стоп-кадры мраморного тела,

Пикантный привкус варьете,

Зал, напряженно онемелый,

И фуэте... И фуэте.

2.1 «Танец на пуантах».

 Подсчитано, что 40 % людей на планете называют балет «танцем на цыпочках», еще 40% - «танцем на носочках» и только 20% называют его правильно – «танцем на пуантах». В переводе с французского «пуант» означает острие или точку.(Приложение, рис1) И если бы танцовщица могла оставлять на сцене следы от туфель пуантов, то они выглядели бы как пунктирная линия, состоящая из точек.

      Балерины похожи на воздушных фей, на которых земное притяжение будто и не воздействует. Мы видим лишь как они редко касаются стопами сцены, а остальное время проводят в полете. Видимая легкость объясняется долгими годами тренировки. У обычных людей ноги мягкие, ноги балерины же по твердости ничуть не мягче ножки стула. Мышцы балерины крепкие, выносливые и сильные как железо. Ведь в противном случае, они не смогли бы удерживать вес своего тела на пятачке туфель пуантов площадью не более 2 квадратных сантиметров.[5]

      Ноги балерины подвержены небывалым пыткам и травмам. Это та сторона медали, которая не видна зрителю и проявляется лишь за кулисами. Чаще всего профессиональные травмы в балете  связаны с переломами, вывихами и растяжениями, а также травмам связочного аппарата суставов. Существенную часть балетной травмы составляет также травма тазобедренного сустава, что влечёт за собой целый комплекс проблем, с вовлечением в воспалительные процессы органов малого таза.

    Рассчитаем давление, с которым балерина со средней массой в 50 кг давит на такую площадь.

Дано:      СИ              Решение:

S=2см2   2*10-4м2          Р=F/S

m=50 кг                    F=m*g

F-?                            Р=m*g /S

P=10 м/с2*50 кг/2*10-4м2 =2500000 Па =2,5М Па –давление производимое одной ногой

Для сравнения, это давление в 100 раз больше давления, производимого гусеничным трактором на почву

Вот такая сила скрывается за кажущейся хрупкостью балерины

2.2 Пируэт

   В начале пируэта балерина становится на носок и, отталкиваясь другой ногой от пола, сообщает себе некоторый вращательный импульс. В это время она принимает позу, изображенную на рисунке 2 (Приложение). Этой позе соответствует большой момент инерции, и поэтому начальная скорость вращения балерины невелика. Через несколько мгновений балерина опускает ногу и прижимает к себе руки (рис.3, приложение). Момент инерции уменьшается примерно в 7 раз, во столько же раз увеличивается угловая скорость — и балерина быстро делает несколько оборотов на носке. Когда же она хочет прекратить вращательное движение, то опять поднимает ногу и руки, скорость вращения уменьшается, и балерина останавливается.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА

Из уравнения вращательного движения тела вытекает закон сохранения момента импульса. Если при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси момент внешних сил относительно этой оси равен нулю, то

Следовательно, в этом случае момент импульса остается постоянным: .   [4]

В общем случае закон сохранения момента импульса формулируется следующим образом: если момент внешних сил относительно неподвижной оси вращения равен нулю, то момент импульса относительно этой оси остается постоянным и в том случае, когда момент инерции изменяется. Однако при этом неизбежно изменение угловой скорости вращения, так как произведение момента инерции на угловую скорость должно оставаться неизменным. В частном случае полный момент импульса остается постоянным в замкнутой системе тел.

2.3 Элевация (высокий прыжок)

    Чтобы взмыть вверх, танцору надо хорошо разбежаться и постараться максимально перевести горизонтальную составляющую набранной при разбеге скорости в вертикальную рис 4 (Приложение). Горизонтальная скорость перед прыжком у спортсмена достигает 8 м/с (с такой скоростью стометровку пробегают за 12,5 секунды). А вертикальная — 4,6 м/с (16,5 км/ч). [6]

Рассчитаем максимальное ускорение, которое развивают танцоры в момент толчка, оно  сопоставимо с показателями лучших прыгунов в высоту. Знаем, что их тело разгоняется до скорости 4,6 м/с в среднем за 0,24 с.

то есть 2g, где g- ускорение свободного падения. Для сравнения: в лифте, когда он трогается с места, перегрузка равна 1,3—1,6g; при разбеге самолета — до Зg, в спускаемом космическом аппарате — от 3 до 10g.

2.4 Мощность  прыжка танцора

Вычислим мощность прыжка танцора. Мощность рассчитаем по формуле -мощность прыжка равна работе, деленной на время. Работы при прыжке совершается совсем мало: при массе танцора

m=70 кг и высоте подъема 1 м работа А=700 Дж. Соответственно, мощность при длительности толчка 0,2 секунды будет равна  Вт,  или почти пяти лошадиным силам.

Дано:         СИ              Решение:

t=2с                                             

 m=70 кг                            

 h=1м                                                

N-?                          

2.5 Иллюзия полета в балете 

 Чтобы выполнять больше требуемых движений, балерина, как кажется, бросает вызов земному притяжению, работая на пределах ее возможностей. Основы физики и науки человеческого восприятия обеспечивают понимание того, как это достигнуто.

 Например, во время grand jetе, может казаться, что балерина парит Физически, ее центр тяжести описывает параболу, и таким образом создает окружность при броске (ведь действительно, любой объект в полете руководствуется только гравитационной силой). Однако, преимущество идет из ограничения человеческой способности рассчитывать центр тяжести, когда тело изменяет конфигурацию в полете. Прыгая, балерина расширяет руки и ноги. Маневр скрывает падение и заставляет аудиторию чувствовать, что балерина летит. Pas de Chat (кошачья походка) создает подобную иллюзию. Балерина начинает с pliе, затем во время фазы нарастания шага быстро поднимает каждое колено в последовательном развороте бедер, так, чтобы на мгновение обе ноги находились в воздухе в то же самое время. На мгновение балерина кажется зависнувшей в воздухе.[6]

 Способность балерины держать положение в воздушном пространстве называют баллон. (Рис. 5 Приложение)

 Приземление должно быть выполнено тщательно. Законы физики устанавливают правило, что импульс должен быть рассеян, а тяжесть приземления разрушила бы впечатление от легкости, и вероятно травмировала бы балерину. Часть решения проблемы – это пол, специально разработанный для поглощения удара. Балерина также сгибает колени (плие) и растягивает ногу от пальцев до пятки. Для артистического смысла, так же как и из соображения безопасности, эту технику должны преподавать компетентные преподаватели.

2.6 Равновесие

 Чтобы твердо стоять на двух ногах (и даже на одной), надо всего лишь соблюдать простой закон: вертикальная проекция центра тяжести должна находиться внутри площади опоры. Пизанская башня потому и не падает, что пока этот закон соблюдает (она может даже немножко его нарушить, поскольку вкопана в землю). Если центр тяжести человека перемещается и выходит за пределы площади опоры, человеку, чтобы не упасть, приходится переступить, поставив ноги в новое положение. Балерина на рисунке 6 (Приложение) вполне устойчиво стоит на носке правой ноги. А чтобы центр тяжести проходил через основание опоры (примерно 2 кв. см), она немного отклонилась вперед, тем самым уравновесив вытянутые почти горизонтально правую руку и левую ногу. Чем выше центр тяжести, тем труднее сохранять равновесие. Вот почему так стройны девушки, привыкшие носить на голове кувшин с водой: они должны держаться очень прямо, даже если никогда не слышали про центр тяжести. И наоборот, в игрушках типа ванька-встанька, или неваляшка, центр тяжести находится низко, потому-то они такие сверхустойчивые. [1]

2.7 Поддержка

 В цирке один артист может удержать целую группу, немного балансируя, чтобы центр тяжести всего «сооружения» проходил внутри площади опоры. Балетному танцору редко приходится удерживать более одной партнерши. Поэтому он легко соблюдает устойчивость при различных поддержках, следя лишь, чтобы их общий центр тяжести всегда находился точно над его ступнями. (Рис.7, приложение)

Выводы

Когда прожекторы арену озарят
Лучами праздничных волнений и надежд,
Артистов цирка вызывает на парад
Истосковавшийся, сверкающий манеж.

   Всё представление  на сцене театра - это огромный, кропотливый, многочасовой труд, это упорные тренировки. Зритель с восхищением смотрит на артиста, не подозревая, каких трудов ему стоило добиться безупречного выступления. Но артист – это не только физически подготовленный человек, но и человек – знающий физику. Ведь каждый номер, прежде чем его будет тренироваться выполнять артист, должен быть идеально подготовлен. И вся эта подготовка осуществляется с помощью физики.

      В результате проведенного исследования было  доказано, что жизнь артистов

   балета и успех их выступления зависит от умения применять законы физики и

   создан сборник «Физика в балете».

       Предлагаемый  учебный продукт может использоваться как на уроках физики,

     так и для самостоятельной работы.    

Литература

1. Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С «Физика в примерах и задачах»  М.Просвещени,  1983г
2. МякишевГ.Я,Буховцев Б.Б. «Физика. Учебник 10 классы»/./М.Просвещение, 2010 г
3. Перельман Я.И. «Занимательная механика».  И.,Ростов-на-Дону, 2005 г
4. Рымкевич А.П. «Физика. Задачник 10-11 классы» .М.Просвещение,2012 г
5. http://balletfriends.ru/viewtopic.php?t=4355&start=180
6. http://www.indiandance.biz/viewtopic.php?t=3896

Приложение

Рис.1

Рис.2                                                                           Рис.3

Рис. 4

Рис. 5

Рис.6                                                            Рис.7