BALLET|物理学告诉你，芭蕾Fouette,Turn和Grand Jete究竟有多难！-搜狐

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　　柴可夫斯基的芭蕾舞剧《天鹅湖》，黑天鹅以32圈高速旋转Fouette惊艳出场，震惊四座。Fouette究竟有多难？让物理学来告诉你！

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　　科学通往艺术。如果说科学是以严密的逻辑验证已存在的事物，艺术则更像是以上帝视角，“毫无道理”地演绎各种不可思议的剧情。

　　在芭蕾中，便有很多挑战科学极限的动作。以几十道科学公式才能解释清楚的动作，芭蕾舞者却能在几秒钟内轻易完成。今天R&Bow与你一起跟随物理学家肯尼思·洛斯（Kenneth Laws）探究芭蕾中的力学原理。

　　你可能不知道，自己的身体有多强大！

用物理学解释芭蕾

舞者的身体比你想象中更强大

　　这世界上的狂人父母不少，因为孩子学芭蕾，自己就变成了芭蕾教师的人，肯尼思·洛斯（Kenneth Laws）算是最值得骄傲的一个。

　　肯尼思的儿子和女儿都学习芭蕾。儿子只坚持了1年半，女儿坚持了整整7年。

　　肯尼思是一个会耐心陪孩子练习的爸爸，而且善于思考。他发现芭蕾真是一门不可思议的艺术――有的舞者可以在舞台上自由地跳跃，伸展双腿，甚至像对抗重力半悬在空中；有的舞者可以旋转得像个陀螺，一圈一圈把观众转得眼花缭乱。他们是如何做到的呢？

　　肯尼思开始了物理学模型分析。他发现，芭蕾中的每个动作都是对重力、摩擦力、力矩、角动量的精确掌握。1986年，他出版了一本书The Physics of Dance(《舞蹈的物理学》)。

　　如今，他已经成为最出色的芭蕾舞教师之一。1996―1997年间他到霍普学院开设了芭蕾课程，2001年在本校也开始讲授。他经常现身说法，并让一位芭蕾舞者和他合作为观众讲解知识，听上去令人啧啧称奇。

　　一个完全不会跳舞的芭蕾教师，你能想象吗？来看看他是如何用物理学阐释高难度芭蕾动作的。

一字飞腿

Grand Jete

　　芭蕾中有一个叫做“一字飞腿”（grand jete）的动作，其奥妙就在于舞者的重心会在空中形成一条抛物线。舞者至少一条腿始终与这条线相切，得以保持头部和躯干平衡。它会营造出某种“漂浮凝固”在空中的感觉，其能否演绎完美还取决于舞者的起跳速度。

　　如果舞者向上的初速能够达到32英尺/秒，重心就将获得1秒钟的上升时间，之后是1秒钟的下降，倘若初速只有16英尺/秒，那么整个时间过程也将减为一半。

　　通过提升起跳速度来提升芭蕾表现力，就能够精确提升肢体表现力！

弗韦泰转

Fouette Turn

　　还有一个高能芭蕾动作，被称为“弗韦泰转”（fouette turn）的动作，“弗韦泰”法语中是挥鞭的意思，用来形容舞者不停旋转的非凡能力。

　　在柴可夫斯基的芭蕾舞中，黑天鹅是一个女巫，她的三十二次不可思议的旋转确实看起来像一种魔法，但你想多了，那不是魔法，而是神器的物理。

　　它通过不停地甩腿获得动量进行360度旋转，舞者必须一遍遍地获取由站立腿推地产生的转矩，另通过动力腿的圆周摆动来增加旋转动力和速度。

　　这个动作是芭蕾动作中最难的一种，在30秒钟的时间里，像一个人体陀螺一样不停的旋转。

　　舞者通过脚蹬地来产生扭矩，从而开始弗韦泰转。转起来容易，想要维持旋转就难了。

　　在旋转的时候，芭蕾舞鞋与地板的摩擦，还有舞者身体与空气间的微小摩擦力都会减少她的动量，那么她是如何做到一直旋转呢？

　　在每次旋转之后，舞者都会停顿一下，面向观众。此时她用来旋转的脚会放下，然后再次踮起。在用力踮起脚尖的时候，对地板的作用会新产生一股很小的扭矩，与此同时，舞者会向外伸开手臂来维持平衡，如果重心不变，旋转就会更容易成功。

　　一个娴熟的舞者能够保持她的旋转轴始终与地面垂直，伸展的手臂和踮起的足尖共同驱动弗韦泰转。

　　但是人们通常是观察不到停顿，其秘密在于舞者的另外一条腿从来不会停止移动。在她短暂的停顿过程中，她的另一条腿抬高伸直，在落下之前会完成从前方向一侧摆动的动作。

　　通过保持旋转，这条腿一直储存下旋转中的部分动量。当腿回摆时，储存的那部分动量就会传递到舞者身上。然后推动她在踮起脚尖后继续旋转。

　　舞者每次旋转中腿部伸展和收回，动量在腿和身体之间来回传递，因此舞者能够不停地旋转。一个优秀的芭蕾舞者能够以一下两种方式在腿部伸展之后完成不止一次的旋转。

　　第一种方法是快速伸展腿部，腿部伸出的时间越长，就能储存越多的动量，从而在收回的时候就能向身体传递更多的动量。在需要弥补摩擦造成的损耗之前，更多的角动量意味着更多次的旋转。

　　另一种方法是舞者在转回来时，尽可能的将手臂和腿收回到身体两侧，为什么这样也行呢？像芭蕾中任何旋转动作一样，弗韦泰转也是由角动量驱动的。

　　角动量等于舞者的角速度乘以她的转动惯量，如果忽略较少的摩擦损失，角动量在旋转的过程中是近似不变的。这一原理叫做角动量守恒。

　　转动惯量又可以理解为对旋转运动的一种阻抗，当更多质量远离转轴分布的时候，对轴的转动惯量就会越大。反之，当更多质量接近旋转轴分布的时候，对轴的转动惯量就会越小。所以当舞者收回手臂的时候，他对自身旋转轴的转动惯量会变小。由于角动量守恒，舞者的角速度，也就是旋转加速度会加快，在储存相同动量的情况下，舞者能够进行多次旋转。