6

Применение физических явлений в искусстве

Ионина Анна Валерьевна, к.т.н, преподаватель физики

ГПОУ "Новокузнецкий строительный техникум", г. Новокузнецк

Невесома

и

прекрасна

,

Грациозна

и

легка

-

Вот

она

,

богиня

танца

,

И

видна

издалека

...

Физика играет важную роль в нашей жизни, она присутствует везде, в

том числе и в искусстве. Существует множество различных вдов искусств, но

сегодня речь пойдёт о танцах.

Танец – это вид искусства, художественный образ, который возникает

из смены положений человеческого тела. Возможно древнейшее из искусств,

оно выражает потребность человека передавать другим людям свои радость

или

скорбь

посредством

своего

тела.

В

древности

танцами

отмечались

важные события жизни: рождение, свадьба, окончание войны и т.д. Спустя

время появились направления и стили танцев. Вот несколько из них:



народный

танец

– исполняется в своей естественной среде и

имеет определённые традиционные для данной местности движения, ритмы,

костюмы и тому подобное.



Балет

– так называются сопровождаемые музыкой театральные

представления,

в

которых

действующие

лица

посредством

мимических

движений и танцев выражают различные характеры, мысли и страсти.



Бальный

танец

–

танец,

который

служит

для

массового

развлечения и исполняется парой или большим количеством участников на

танцевальных вечерах (балах).



Свинг – группа танцев, развившихся во время «эпохи свинга», а

также современные танцы, произошедшие от них.

6

Это только малая часть из всего разнообразия. На самом деле их сотни,

а

то

и

тысячи

и

в

каждом

направлении

и

стиле

существует

множество

различных движений. Но все они построены на основных законах физики.

Если смотреть в будущее, то возможно откроют новые физические

законы, пользуясь которыми, в последствии, придумают новые движения, или

вообще

новый

стиль.

Или

наоборот,

придумают

движение,

с

помощью

которого откроют новый физический закон.

Актуальность: актуальность данной работы заключается в том, чтобы

разобраться как физика влияет на культурную деятельность человека.

Це ль: разобрать

на

примерах,

влияния

физики

на

танцевальные

движения.

Объект исследования: наука в искусстве.

Предмет исследования: физика.

Новизна

исследования заключается в формировании новых научных

взглядов на искусство.

Основные законы физики

В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Всё то, чем

отличается современное общество от общества прошлых веков, появилось в

результате

применения

на

практике

физических

открытий.

Физика –

естественная

наука,

в

её

основе

лежит экспериментальное

исследование

явлений

природы,

а

её

задача –

формулировка законов,

которыми

объясняются

эти

явления.

Физический

закон

–

устойчивая

связь

между

повторяющимися

явлениями, процессами

и состояниями

тел

и

других

материальных объектов в окружающем мире.

Законы физики присутствуют в танце даже не замечаемые танцорами.

Если обратить внимание, то все композиции танцев делятся на два основных

движения:



вращения;

6



прыжки.

А прыжки в свою очередь делятся на:



простой;



с продвижением.

Но танцевальные движения ещё и отличаются друг от друга разными

фигурами: руками, взмахом ноги, положением головы и т.п. Я проанализирую

некоторые движения из разных танцев, и определю какие именно физические

законы

влияют

на

них.

Сейчас

я

могу

привести

несколько

законов

и

терминов...

Первый – центр масс. Через каждую точку тела можно провести лишь

одну

прямую,

действуя

вдоль

которой

сила

вызывает

поступательное

движение тела. Наблюдения показывают, что все эти прямые пересекаются в

одной точке.

Точку

пересечения

действия

сил,

вызывающих

поступательное

движения тела, называют центром масс этого тела. Если направление прямой,

вдоль которой действует сила, не проходит через центр масс тела, эта сила

вызывают поворот тела. В данном случае используется движение твёрдого

тела как вращение тела вокруг его центра масс. Для описания этого движения

применимы

все

законы

Ньютона. Часто

удобно

рассматривать

движение

замкнутой системы, связанной с центром масс.

Следующий закон, близкий по смыслу с центром масс, но при этом

совсем другой – это центр тяжести.

Не нужно путать центр масс с центром тяжести. Центр тяжести – это

точка,

относительно

которой

момент

силы

тяжести

равен

нулю. Если

свободное тело подвешивать на нити,

прикрепляемые последовательно к

разным точкам тела,

то направления этих нитей пересекутся в центре тела.

Положение центра твёрдого тела в однородном поле тяжести совпадает с

положением его центра масс.

Следующий закон, один из самых важных в некоторых движениях – это

скорость

и

ускорение.

Скорость

–

это векторная

физическая

величина,

6

характеризующая

быстроту перемещения

и

направление

движения

материальной точки относительно выбранной системы отсчёта:

=

/ t

Вектор

скорости материальной

точки

в

каждый

момент

времени

определяется

как

производная

по

времени радиус-вектора

текущего

положения этой точки. Для тела протяжённых размеров понятие «скорости»

(тела как такового, а не одной из его точек) не может быть определено;

исключение составляет случай мгновенно-поступательного движения.

Ускорение

–

это

физическая

величина,

определяющая

быстроту

изменения скорости тела:

Говорят, что материальная точка (тело) совершает сложное движение,

если она движется относительно какой-либо системы отсчёта, а та, в свою

очередь, движется относительно другой системы отсчёта. Равноускоренное

движение – это движение с постоянным ускорением.

Следующий, не менее важный закон – вращение тел.

Вращение – это

движение объекта вокруг своей оси. Угловая скорость – одна из величин,

характеризующих вращательное движение:

ω = Δφ/Δt.

Общая точка расположена на оси вращения, которая перпендикулярна

плоскости вращения. В соответствии с правилом правой руки, направление

от наблюдателя соответствует вращению по часовой стрелке, а направление к

наблюдателю – против часовой стрелки, как у винта.

Если тело за любые равные промежутки времени поворачивается на

одинаковые углы, то такое движение называют равномерным вращательным

движением.

Такое движение встречается редко, гораздо чаще приходится иметь

дело с вращательным движением, при котором угловая скорость с течением

6

времени изменяется и введем величину, характеризующую это изменение –

угловое ускорение:

ε = Δω/Δt.

Ну и, пожалуй, последний – 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:

.

Примеры танцевальных движений

Первое движение, которое я хотела бы рассмотреть, это фуэте, одно из

популярных движений в балете. В балетах «Корсар», «Пахита», «Дон Кихот»,

«Лебединое озеро» исполнительница главной партии исполняет по 32 фуэте

подряд.

Редким

исключением

является

балет «Баядерка»

(хореография

Мариуса Петипа в редакции В. Чабукиани и Вл. Пономарева), где в Grand pas

d’action 2-го акта исполнительница роли Гамзатти делает 20 фуэте после

серии «итальянских» фуэте.

Стоп

-

кадры

мраморного

тела

,

Пикантный

привкус

варьете

,

Зал

,

напряженно

онемелый

,

И

фуэте

...

И

фуэте

.

Фуэте – это движение из балетного танца, в котором балерина при

помощи ноги и рук вращается вокруг своей оси.

Рис.1 Движение «Фуэте» по кадрам

6

Когда балерина вращается она вытягивает ногу и руки, нога служит для

отталкивания. Это происходит в такой последовательности: сначала балерина

вытягивает ногу, затем взмахом ноги задаёт импульс и начинает вращение.

После этого она обратно прижимает ногу и руки (рис.1). Это делается для

ускорения вращения. Чтобы увеличить скорость вращения нужно приблизить

массу тела к оси вращения. Затем танцовщица снова вытягивает ногу и руки,

уменьшая

скорость

вращения.

Дальше

балерина

повторяет

эти

действия.

Балерина, начиная делать фуэте, должна выбрать зрительную точку и держать

(фиксировать) взгляд на ней. При вращении голова отстаёт от корпуса, затем

поворачивается,

«догоняя».

В

противном

случае,

у

исполнительницы

закружится голова и она потеряет равновесие.

Для того, чтобы раскрыть секреты других некоторых движений, они

рассматривались «глазами зрителя» и «глазами физика».

Глазами зрителя

Глазами физика

Фуэте

Закон сохранения момента импульса тела

Пирует

Закон сохранения момента импульса тела

Поддержка, верхняя поддержка балерины

на одной руке

Устойчивое равновесие, центр тяжести

Arabesgue(арабеск)-позиция, когда

танцовщик балансирует на одной ноге

Устойчивое равновесие, центр тяжести

Grand jetе

Гравитационная сила, центр тяжести

«Танец на пуантах»

Давление твердого тела, устойчивое

равновесие

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».

6

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.

Рассчитаем давление, с которым балерина со средней массой в 50 кг

давит на такую площадь.

Дано: СИ Решение:

S=2см

2

2·10

-4

м

2

Р=F/S

m=50 кг F=m·g

Р-? Р=m·g /S

P=10 м/с

2

·50 кг/2·10

-4

м

2

=2500000 Па =2,5 МПа –

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.

Так же примером вращения можно привести backspin – это движение

из brake dance, в котором танцор крутится на спине. Также есть вариации

кручения на шее боку и других частях тела.

В этом движении танцор так же, как и

балерина,

с

помощью

ног

задаёт

импульс

и

начинает

вращение.

Только

в

отличие

от

балерины

для

вращения

(или

кручения)

он

использует две ноги а не одну (рис.2). Поза оси

вращения у танцора – это ноги направленные

вертикально

вверх. Термин

«брейкдансинг»

Рис.2 Backspin в движении

6

(англ. breakdancing)

создан

музыкальными

журналистами

для

удобства

восприятия обывателями, поскольку в английском слово breaking обозначает

разные понятия и имеет отношение к разным культурам. По этой же причине

(для чёткости идентификации) в самой среде хип-хоп стали использовать

термин «B-boying», который происходит от слова B.Boy (break-boy).

Следующее

движение,

которое

я

хотела

разобрать

–

это антраша.

Антраша является одним из базовых прыжков. Антраша – это движение из

балетного танца, во время которого

ноги танцора быстро скрещиваются

в воздухе, касаясь друг друга. Это

п р о с т о й

п р ы жо к .

Д л я

э т о г о

движения балерина сначала сгибает

ноги, и они становятся как пружина.

Потом танцовщица выпрямляет ноги и задаёт импульс, благодаря которому

она подпрыгивает (рис.3). Высота прыжка зависит от того, на сколько низко

присела танцовщица. Это также называют силой прыжка.

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).

Рассчитаем максимальное ускорение и мощность, которые развивает

танцор массой m=70 кг в момент прыжка на высоту 1 м. Знаем, что его тело

разгоняется до скорости 4,6 м/с в среднем за 0,24 с.

Дано: СИ Решение:

t=2с

а

=

v

2

−

v

1

t

.

m=70 кг

A

=

F

∗

h .

h=1м

N

=

A

t

.

Рис.3 Антраша поэтапно

6

а - ? N-?

а

=

4,6 м

/

с

−

0 м

/

с

0,24

=

19 ,2 м

/

с

2

.

A

=

70 кг

∗

10 м

/

с

2

∗

1 м

=

700 Дж .

N

=

700 Дж

0,2 с

=

3500 Вт .

=

3,5 кВт

Примером

простого

прыжка

является стредл. Стредл – это движение из

черлидинга, в котором черлидирша прыгает и в

воздухе

раздвигает

ноги

врозь.

Для

этого

движения

танцовщица

также

сгибает

ноги,

используя их как пружину. После она в воздухе

успевает раздвинуть ноги и собрать их обратно

( рис.4). Для этого черлидирше нужно присесть

низко и задать такую силу прыжка чтобы всё

это успеть.

Черлидинг это не только один из видов танцев, а так же вид

спорта

и

просто

группы

поддержки.

На

соревнованиях

есть

несколько

секций, главные из них – это спортивный черлидинг и танцы.

Тулуп

–

это

движение

из

фигурного

катания,

в

котором фигурист

прыгает

и

совершает

в

воздухе

несколько

оборотов,

а

затем

снова

приземляется. Это прыжок с продвижением.

В

этом движении танцор сначала разгоняется, набирая

скорость. Потом он подпрыгивает также приседая, и

используя ноги как пружину. После прыжка фигурист начинает «лететь»

(рис.5).

После

этого

идёт

приземление.

Особенностью

данного

прыжка

является то, что в нём присутствует также и вращение, то есть танцор в

воздухе

летит

и

кружится

одновременно.

Для

этого

фигурист

во

время

разгона и прыжка начинает вращение. Тулуп может быть не только тройной,

Рис.4 Стредл

Рис.5 Тройной тулуп поэтапно

6

но

также

двойной

и

четверной.

Это

зависит

от

захода

и

силы

прыжка.

Впервые тулуп был выполнен американским фигуристом Брюсом Мэйпсом.

Среди

женщин

имя

первой

исполнительницы

тройного

тулупа

не

установлено,

но

среди

советских

фигуристок

на

соревнованиях

в

числе

первых его выполняла в 1971 году Марина Титова.

Заключение

На примерах представленных в этом проекте можно сделать вывод, что

законы

физики

присутствуют

в

танцах,

и

причём

играют

совсем

не

последнюю

роль.

Законы

физики

очень

важны,

но

они

не

главные.

Физические данные и характер играют не меньшее значение, чем физические

законы. Самое главное – это решимость и желание танцора двигаться к

успеху.

Список литературы

1.

Мякишев

Г.Я.,

Буховцев

Б.Б.

«Физика.

Учебник

10

классы»

/

М.:

Просвещение, 2010 г.

2.

Перельман Я.И. «Занимательная механика», Ростов-на-Дону, 2005 г.

3. Рымкевич А.П. «Физика. Задачник 10-11 классы» М.: Просвещение, 2012 г.