The physics of the "hardest move" in ballet - Arleen Sugano

번역: Park Jisoo 검토: JY Kang

In the third act of "Swan Lake,"

"백조의 호수" 제 3막에서

the Black Swan pulls off a seemingly endless series of turns,

검은 백조가 발 끝으로 서서 위 아래로 살짝 움직이며

끊임없는 회전을 멋지게 해냅니다.

bobbing up and down on one pointed foot

and spinning around, and around, and around 32 times.

돌고, 돌고, 또 돌아 32번을 회전하죠.

It's one of the toughest sequences in ballet,

이는 발레에서 가장 어려운 동작 중 하나로,

and for those thirty seconds or so,

회전하는 30초 동안은

she's like a human top in perpetual motion.

발레리나는 마치 끊임없이 도는 '인간 팽이' 같습니다.

Those spectacular turns are called fouettés,

이 화려한 동작은 '푸에떼'라고 하는데

which means "whipped" in French,

프랑스어로 '거품을 낸다'는 뜻으로,

describing the dancer's incredible ability to whip around without stopping.

발레리나들의 멈추지 않고 돌 수 있는 놀라운 능력을 묘사한 말입니다.

But while we're marveling at the fouetté, can we unravel its physics?

푸에떼처럼 놀라운 동작에서 숨겨진 물리 법칙을 알아낼 수 있을까요?

The dancer starts the fouetté by pushing off with her foot to generate torque.

발레리나는 회전력을 얻기 위해 발 끝으로 땅을 밀며 회전을 시작합니다.

But the hard part is maintaining the rotation.

하지만 어려운 부분은 회전을 유지하는 것이죠.

As she turns,

회전할 때,

friction between her pointe shoe and the floor,

신발 끝과 바닥 사이의 마찰,

and somewhat between her body and the air,

그리고 발레리나의 몸과 공기의 마찰은

reduces her momentum.

회전 운동량을 감소시킵니다.

So how does she keep turning?

그렇다면 어떻게 회전을 유지할까요?

Between each turn, the dancer pauses for a split second and faces the audience.

매번 돌 때마다, 발레리나는 아주 잠깐 멈춰 관객과 마주합니다.

Her supporting foot flattens,

지지하던 발을 바르게 펴고,

and then twists as it rises back onto pointe,

그 다음, 다시 발 끝으로 일어서며 회전합니다.

pushing against the floor to generate a tiny amount of new torque.

적은 회전력을 새로 얻기 위해서 바닥을 미는 동작을 취하죠.

At the same time, her arms sweep open to help her keep her balance.

이와 동시에, 균형을 유지하기 위해 양팔을 들어 옆으로 펼칩니다.

The turns are most effective if her center of gravity stays constant,

회전은 무게 중심이 일정하게 유지될 때 가장 효율적이고,

and a skilled dancer will be able to keep her turning axis vertical.

숙련된 발레리나는 회전축을 수직으로 유지할 수 있습니다.

The extended arms and torque-generating foot

펼친 팔과 회전력을 얻는 발.

both help drive the fouetté.

이들 두 요소가 푸에떼 동작에 도움을 주죠.

But the real secret and the reason you hardly notice the pause

하지만 잠깐 멈추는 순간에 관객이 알아채지 못하는 진짜 비밀은

is that her other leg never stops moving.

발레리나가 다른 쪽 다리를 계속 움직인다는 것입니다.

During her momentary pause,

회전이 잠시 멈출 때

the dancer's elevated leg straightens and moves from the front to the side,

들고 있던 다리를 펴면서, 앞에서 옆으로 움직입니다.

before it folds back into her knee.

그리고 다시 무릎을 굽히죠.

By staying in motion, that leg is storing some of the momentum of the turn.

이런 동작을 통해서, 다리에 회전 운동량이 저장됩니다.

When the leg comes back in towards the body,

몸을 향해 다리를 다시 굽힐 때

that stored momentum gets transferred back to the dancer's body,

저장된 운동량이 몸통으로 전달되고,

propelling her around as she rises back onto pointe.

발 끝으로 서면 회전하게 됩니다.

As the ballerina extends and retracts her leg with each turn,

발레리나가 회전하면서 매번 다리를 접고 펼 때마다

momentum travels back and forth between leg and body,

운동량이 다리와 몸통 사이를 이동하여

keeping her in motion.

회전을 계속할 수 있도록 해줍니다.

A really good ballerina can get more than one turn out of every leg extension

능숙한 발레리나는 다음의 두 방법 중 한 동작으로 다리를 뻗을 때마다

in one of two ways.

한 바퀴 이상을 돌 수 있습니다.

First, she can extend her leg sooner.

첫 번째는, 다리를 더 빨리 뻗는 것입니다.

The longer the leg is extended, the more momentum it stores,

다리를 오래 뻗고 있을수록 더 많은 회전력을 얻게 되고,

and the more momentum it can return to the body when it's pulled back in.

다리를 굽힐 때 몸으로 돌아오는 회전력 또한 많아집니다.

More angular momentum means she can make more turns

더 큰 각운동량을 얻게 되면 마찰력 손실을 채우는 것 이상으로

before needing to replenish what was lost to friction.

더 많은 회전을 할 수 있게 되죠.

The other option is for the dancer

또 다른 방법은

to bring her arms or leg in closer to her body

발 끝으로 서는 동안에는

팔과 다리를 몸에 더 가까이 밀착시키는 것입니다.

once she returns to pointe.

Why does this work?

왜 그럴까요?

Like every other turn in ballet,

발레의 다른 회전 동작과 마찬가지로

the fouetté is governed by angular momentum,

푸에떼는 각운동량에 의해 결정되는데 ,

which is equal to the dancer's angular velocity times her rotational inertia.

이는 발레리나의 각속도와 회전 관성을 곱한 것과 같습니다.

And except for what's lost to friction,

마찰로 손실되는 운동량을 제외하고

that angular momentum has to stay constant while the dancer is on pointe.

각운동량은 발레리나가 발 끝으로 서 있는 동안 일정하게 유지되어야 하죠.

That's called conservation of angular momentum.

이것을 '각운동량 보존 법칙'이라고 합니다.

Now, rotational inertia can be thought of

회전관성은 회전 운동에 대항하는

as a body's resistance to rotational motion.

몸의 저항이라고 생각할 수 있습니다.

It increases when more mass is distributed further from the axis of rotation,

이 값은 질량이 회전축에서 멀리 분포되어 있을수록 증가하고,

and decreases when the mass is distributed closer to the axis of rotation.

질량이 회전축에 가까울수록 작아집니다.

So as she brings her arms closer to her body,

따라서 발레리나가 팔을 몸에 가까이 할수록,

her rotational inertia shrinks.

회전관성은 작아지게 되죠.

In order to conserve angular momentum,

그러면 각운동량을 보존하기 위해서,

her angular velocity, the speed of her turn,

각속도 즉, 발레리나의 회전 속도는

has to increase,

증가되어야 하므로,

allowing the same amount of stored momentum

저장된 운동량이 동일할 때,

to carry her through multiple turns.

더 많이 회전할 수 있게 됩니다.

You've probably seen ice skaters do the same thing,

여러분은 빙상 선수가 팔과 다리를 모아

spinning faster and faster by drawing in their arms and legs.

빠르게 회전하는 것을 본 적 있을 것입니다.

In Tchaikovsky's ballet, the Black Swan is a sorceress,

차이콥스키의 발레곡에서 검은 백조는 여자 마법사이고,

and her 32 captivating fouettés do seem almost supernatural.

그녀의 매혹적인 32 회전 푸에떼는 마치 초자연적인 모습으로 보일 겁니다.

But it's not magic that makes them possible.

하지만 이를 가능케 하는 것은 마법이 아닙니다.

It's physics.

그것은 물리학입니다.