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

Translator: Rawee Ma

In the third act of "Swan Lake,"

ในองก์ที่ 3 ของ Swan Lake

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

หงส์ดำแสดงการหมุนที่ดูเหมือนไม่รู้จบ

bobbing up and down on one pointed foot

ลอยละล่องขึ้นลงอยู่บนปลายเท้าข้างหนึ่ง

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

และหมุนรอบตัว 32 ครั้ง

It's one of the toughest sequences in ballet,

เป็นหนึ่งในกระบวนท่าเต้นบัลเลต์ที่ยากที่สุด

and for those thirty seconds or so,

และในช่วงเวลา 30 วินาทีนั้น

she's like a human top in perpetual motion.

นักเต้นดูเหมือนลูกข่างมนุษย์ ที่หมุนรอบตัวโดยไม่หยุด

Those spectacular turns are called fouettés,

การหมุนอันน่าทึ่งนี้เรียกว่า ฟูเอ็ตเต้ (Fouettes)

which means "whipped" in French,

ซึ่งแปลว่าม้วนเป็นฟองในภาษาฝรั่งเศส

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

และสื่อถึงความสามารถของนักเต้น ที่หมุนตัวได้โดยไม่หยุด

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

ขณะที่เรากำลังตื่นตะลึงกับฟูเอ็ตเต้ เราจะเข้าใจฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องหรือไม่

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

นักบัลเลต์เริ่มเต้นฟูเอ็ตเต้ โดยใช้เท้าดันพื้นเพื่อให้เกิดแรงบิด

But the hard part is maintaining the rotation.

แต่ส่วนที่ยากคือการรักษาการหมุน

As she turns,

ขณะที่หมุนตัว

friction between her pointe shoe and the floor,

แรงเสียดทานระหว่างรองเท้าและพื้น

and somewhat between her body and the air,

และระหว่างร่างกายกับอากาศ

reduces her momentum.

ทำให้โมเมนตั้มลดลง

So how does she keep turning?

แล้วเธอหมุนตัวต่อเนื่องได้อย่างไร

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

ระหว่างรอบหมุนนักเต้นบัลเลต์หยุด ชั่วเสี้ยววินาทีที่หันมาหาผู้ชม

Her supporting foot flattens,

เท้าของเธอวางราบกับพื้น

and then twists as it rises back onto pointe,

ขณะหมุนเปลี่ยนท่าไปทรงตัวบนปลายเท้า

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

เท้าจะดันพื้นเพื่อเพิ่มแรงบิดจำนวนน้อยนิด

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

ในขณะเดียวกันเขากางแขนออกเพื่อรักษาสมดุล

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

การหมุนจะมีประสิทธิภาพมากที่สุด เมื่อจุดศูนย์ถ่วงของนักเต้นอยู่กับที่

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

และนักเต้นที่มีฝีมือจะสามารถ รักษาแกนหมุนให้อยู่ในแนวตั้ง

The extended arms and torque-generating foot

แขนที่กางออกและเท้าที่สร้างแรงบิด

both help drive the fouetté.

ต่างเป็นส่วนสำคัญของฟูเอ็ตเต้

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

แต่ความลับที่แท้จริงและสาเหตุ ที่คุณแทบจะไม่สังเกตจังหวะที่หยุด

is that her other leg never stops moving.

คือขาอีกข้างของนักเต้นไม่ได้หยุดเคลื่อนไหว

During her momentary pause,

ระหว่างการหยุด

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

ขาข้างที่ยกขึ้นยืดออก และขยับจากด้านหน้าไปด้านข้าง

before it folds back into her knee.

ก่อนพับกลับไปอีกข้างหนึ่ง

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

ขาข้างนั้นช่วยรักษาโมเมนตัมของการหมุน โดยการเคลื่อนที่

When the leg comes back in towards the body,

เมื่อขาหดกลับเข้าสู่ลำตัว

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

โมเมนตัมที่สะสมก็จะถูกย้ายกลับเข้าตัวนักเต้น

propelling her around as she rises back onto pointe.

ช่วยดันให้เธอหมุนขณะกลับเข้าสู่ปลายเท้าการยืด

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

และหดขากลับในการหมุนแต่ละครั้งของนักเต้นบัลเลต์

momentum travels back and forth between leg and body,

ทำให้โมเมนตัมถ่ายเทระหว่างขากับลำตัว

keeping her in motion.

และรักษาการหมุนไว้

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

นักเต้นบัลเลต์ที่เก่งกาจสามารถหมุนรอบตัว กว่าหนึ่งรอบทุก ๆ ครั้งที่ยืดขาออก

in one of two ways.

โดยใช้หนึ่งในสองวิธีนี้

First, she can extend her leg sooner.

หนึ่ง คือเธอสามารถยืดขาได้เร็วขึ้น

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

ยิ่งยืดขาได้มากเท่าไร ก็ยิ่งเก็บโมเมนตัมได้มากเท่านั้น

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

และยิ่งคืนโมเมนตัมกลับเข้าสู่ลำตัวมากขึ้น เมื่อหดกลับเข้ามา

More angular momentum means she can make more turns

โมเมนตัมเชิงมุมที่มากขึ้นยิ่งทำให้หมุนได้มากขึ้น

before needing to replenish what was lost to friction.

ก่อนจะต้องเติมส่วนที่หายไปกับแรงเสียดทาน

The other option is for the dancer

อีกทางหนึ่งคือ

to bring her arms or leg in closer to her body

นักเต้นต้องเก็บแขนขาให้ชิดกับลำตัว

once she returns to pointe.

เมื่อกลับเข้าสู่ปลายเท้า

Why does this work?

ทำไมจึงได้ผล

Like every other turn in ballet,

เหมือนทุก ๆ การหมุนในการเต้นบัลเลต์

the fouetté is governed by angular momentum,

ฟูเอ็ตเต้เป็นไปตามหลักโมเมนตัมเชิงมุม

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

ซึ่งเท่ากับความเร็วเชิงมุมคูณความเฉื่อยเชิงหมุน

And except for what's lost to friction,

และชดเชยส่วนที่หายไปกับแรงเสียดทาน

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

โมเมนตัมเชิงมุมต้องคงที่ เมื่อนักเต้นอยู่บนปลายเท้า

That's called conservation of angular momentum.

ซึ่งเรียกว่าการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม

Now, rotational inertia can be thought of

ตอนนี้ ความเฉื่อยเชิงหมุนจะคาดคิดได้ว่า

as a body's resistance to rotational motion.

ความต้านทานของร่างกายกับเคลื่อนที่แบบหมุน

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

ความเฉื่อยจะเพิ่มขึ้นเมื่อมวลยิ่งอยู่ห่างจากแกนการหมุน

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

และลดลงเมื่อมวลยิ่งอยู่ใกล้แกนการหมุน

So as she brings her arms closer to her body,

เมื่อนักเต้นเก็บแขนเข้าใกล้ลำตัว

her rotational inertia shrinks.

ความเฉื่อยเชิงหมุนของเธอก็ลดลง

In order to conserve angular momentum,

เพื่อที่จะรักษาโมเมมตัมเชิงมุม

her angular velocity, the speed of her turn,

ความเร็วเชิงมุม อัตราเร็วตอนหมุน

has to increase,

ต้องเพิ่มขึ้น

allowing the same amount of stored momentum

แบ่งปันจำนวนเดียวกันกับโมเมนตัมสะสม

to carry her through multiple turns.

เพื่อทำให้เธอหมุนได้หลายรอบ

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

คุณคงเคยเห็นนักสเกตน้ำแข็งทำแบบเดียวกัน

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

หมุนตัวเร็วขึ้นเรื่อย ๆ โดยเก็บแขนขาไว้ใกล้ตัว

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

ในบัลเลต์ของไชคอฟสกี หงส์ดำเป็นแม่มด

and her 32 captivating fouettés do seem almost supernatural.

และเสน่ของฟูเอ็ตเต้ 32 รอบของเธอ ดูราวกับเวทมนตร์

But it's not magic that makes them possible.

แต่นี่ไม่ใช่เวทย์มนต์ ที่ทำทุกอย่างให้เป็นไปได้

It's physics.

มันคือกฎฟิสิกส์