バレエにおけるフエッテ・ターンの物理学を解明する

要約

「白鳥の湖」の第3幕で黒鳥が踊る、32回の連続ターンが特徴的なフエッテ・ターンは、重力を無視するかのように見えますが、実は物理学に基づくものです。この記事では、フエッテ・ターンの背後にある科学を探求し、ダンサーが運動量、回転慣性、角速度を利用して永続的な運動を維持する方法を説明します。

フエッテ・ターンはどのように機能するのか？
ダンサーはどのように運動量を生成し維持するのか？
角運動量保存則とは何か？
ダンサーはどのようにターン数を増やすのか？
フエッテ・ターンの超自然的な質はただの幻想か？

はじめに

フエッテ・ターンはクラシックバレエのハイライトの一つであり、ダンサーの息をのむような足さばきと、終わりのない回転数によって観客を魅了しています。観客として、私たちはその美しさに魅了されるかもしれませんが、その背後にある科学について考えたことはありますか？このQ&Aでは、フエッテ・ターンの物理学、ダンサーがそのターンを行う際に直面する課題、そして彼らがリズムを維持するために使用する技術について探求します。

Q&A

フエッテ・ターンはどのように機能するのか？

フエッテ・ターンは、「鞭打ちターン」とも呼ばれ、ダンサーが片足で押し出しトルクを生成することから始まります。しかし、ダンサーが回転を続けることは、ポワントシューズと床、空気抵抗の摩擦によって運動量が減少するため、困難な部分です。ダンサーは、各ターンの間にわずかな時間を停止し、支持足が平らになり、ポワントに戻る際に小さなトルクを生成します。ダンサーの腕も開かれ、バランスを維持するのに役立ちます。ダンサーの重心は一定のままで、回転軸は垂直なままです。伸ばされた腕とトルクを生成する足が一緒にフエッテ・ターンを駆動するのに役立ちますが、重要なのは、もう一方の足が常に動いていることです。伸ばされた足が伸びると前から横に移動し、ターンの運動量の一部を蓄積します。足が体に戻ってくると、その蓄積された運動量がダンサーの体に戻され、ポワントに立ち上がりながら彼女を駆動します。

ダンサーはどのように運動量を生成し維持するのか？

ダンサーは、主に足からの押し出しと、作業する足を支える足を巻き付けることによって、運動量を生成します。しかし、運動量を維持することが本当の課題です。ダンサーが各ターンを完了するたびに、摩擦と空気抵抗によって運動量が失われます。ダンサーは、各ターンの間に停止する、支持足をポワントに戻す、伸ばされた腕を利用するなどの戦略を使用する必要があります。ダンサーはまた、角運動量保存則の原理に依存します。これにより、外部力がシステムに作用しない限り、運動量が失われることはなく、増加することもありません。

角運動量保存則とは何か？

角運動量保存則とは、外部トルクが作用しない限り、系の角運動量の総量が一定であるという原理です。角運動量は、物体の回転速度にその回転慣性を乗じたものです。バレエでは、ダンサーの回転慣性は腕や足を伸ばしたり引いたりすることで変化します。回転慣性を変えることで、ダンサーは同じ角運動量を維持しながら回転速度を増加させ、より多くのターンを実行することができます。この原理は、ダンスや他の分野のほとんどの動く物体に適用されます。