วิชาฟิสิกส์กับท่าหมุนตัวที่ยากที่สุดของนักบัลเล่ต์



     หลายๆคนรู้สึกตื่นเต้นเมื่อเห็นนักบัลเล่ต์หมุนตัวโดยใช้ปลายเท้า หมุนไปเรื่อยๆเหมือนลูกข่างที่หมุนไม่รู้จบ ในท่าเต้นทั้งหมดของบัลเล่ต์นั้น ท่านี้ถือว่าเป็นท่าที่ยากสุด ท่าที่หมุนเหมือนลอยละล่องขึ้นลงบนปลายเท้าเพียงข้างหนึ่งและหมุนตัวทั้งหมด 32 ครั้งใน 30 วินาที ท่าทีหมุนได้อย่างน่าทึ่งเรียกว่า “Fouetté” มีความหมายในภาษาฝรั่งเศสแปลว่า “ม้วนเป็นฟอง”


     ขณะที่ใครหลายๆคนดูการแสดงนี้อย่างน่าทึ่ง หากเรามองในมุมของวิทยาศาสตร์กันบ้าง จะพบว่ามันเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์นั่นเอง เมื่อนักบัลเล่ต์เริ่มเต้นฟูเอ็ตเต้ เขาจะใช้เท้าดันพื้นเพื่อให้เกิดแรงบิด แต่เมื่อบิดตัวและเริ่มการหมุนนั้น การทรงตัวและให้หมุนได้ต่อไปเรื่อยๆมันเป็นเรื่องยากอีกเช่นกัน


     ขณะที่หมุนตัวนั้นมันจะทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างรองเท้าและพื้น ระหว่างร่างกายกับอากาศ โดยโมเมนตัมลดลง ส่วนการที่จะให้หมุนตัวได้อย่างต่อเนื่องได้นั้น ระหว่างนักเต้นบัลเล่ต์หมุนนั้นจะหยุดเพียงชั่วเสี้ยววินาทีแล้วเท้าของนักบัลเล่ต์จะวางราบกับพื้น โดยขณะหมุนเปลี่ยนท่านั้นจะทรงตัวบนปลายเท้า เท้าจะดันพื้นเพื่อเพิ่มแรงบิดอันน้อยนิด ในขณะเดียวกันก็จะกางแขนออกเพื่อรักษาสมดุล การหมุนให้จุดศูนย์ถ่วงของนักเต้นอยู่กับที่ และสามารถรักษาแกนหมุนให้อยู่ในแนวตั้งไปพร้อมๆกันได้นั้นขึ้นอยู่กับแขนที่กางออกและเท้าที่สร้างแรงบิดซึ่งก็เป็นส่วนสำคัญของฟูเอ็ตเต้อีกด้วย


     เคล็ดลับที่แท้จริงของการหมุนท่านี้คือขาอีกข้างของนักเต้นที่ไม่หยุดเคลื่อนไหว เพียงระยะเวลาที่หยุดนั้น ขาข้างหนึ่งจะยกขึ้นแล้วยืดออก หลังจากนั้นจะขยับจากด้านหน้าไปด้านข้าง ก่อนพับกลับไปอีกข้างหนึ่ง โดยที่ขาข้างนั้นเองที่จะช่วยรักษาโมเมนตัมของการหมุน เมื่อขาหดกลับเข้าสู่ลำตัว โมเมนตัมที่สะสมก็จะถูกย้ายกลับเข้าตัวนักเต้น มันจะช่วยดันให้หมุนตัว โดยในขณะที่กลับเข้าสู่การยืดปลายเท้าและหดขากลับในการหมุนแต่ละครั้งของนักเต้นบัลเล่ต์ ทำให้โมเมนตัมถ่ายเทไปมาระหว่างขากับลำตัว มันก็จะสร้างการรักษาการหมุนตัวไว้


     โดยนักเต้นบัลเล่ต์ที่สามารถหมุนรอบตัวได้มากกว่าหนึ่งรอบ โดยทุกๆครั้งที่นักบัลเล่ต์ยืดขาออก เขาจะใช้วิธีใดวิธีหนึ่งในสองวิธีนี้เพื่อให้หมุนได้นานมากขึ้น หนึ่งคือ ต้องยืดขาให้เร็วขึ้น ยิ่งยืดขาได้มากเท่าไรก็จะยิ่งเก็บโมเมนตัมได้มากขึ้นเท่านั้น และเมื่อหดขากลับเข้ามานั้น มันก็จะยิ่งคืนโมเมนตัมกลับเข้าสู่ลำตัวมากขึ้นอีกเช่นกัน ยิ่งโมเมนตัมเชิงมุมที่มากขึ้นก็จะทำให้หมุนได้มากขึ้น แต่ก่อนหน้านั้นจะต้องเติมส่วนที่หายไปกับแรงเสียดทานด้วยเสียก่อน


     อีกทางหนึ่งคือ นักเต้นต้องเก็บแขนขาให้ชิดกับลำตัว ทุกๆ การหมุนของฟูเอ็ตเต้นั้น จะเป็นไปตามหลักโมเมนตัมเชิงมุมซึ่งเท่ากับความเร็วเชิงมุมคูณความเฉื่อยเชิงหมุน และชดเชยส่วนที่หายไปด้วยแรงเสียดทาน โดยโมเมนตัมเชิงมุมต้องคงที่ ซึ่งก็คือการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมนั่นเอง


     โดยในการหมุนตัวแต่ละครั้งจะขึ้นอยู่กับความเฉื่อยที่จะเพิ่มขึ้น เมื่อนักเต้นเก็บแขนเข้าใกล้ลำตัว ความเฉื่อยเชิงหมุนก็จะลดลง การที่จะรักษาโมเมมตัมเชิงมุมและความเร็วเชิงมุมนั้น อัตราเร็วตอนหมุนจะต้องเพิ่มขึ้นเพื่อให้ได้จำนวนเดียวกันกับโมเมนตัมสะสมก็ทำให้หมุนได้หลายรอบ นักสเกตน้ำแข็งที่หมุนตัวบนลานน้ำแข็งก็ทำแบบเดียวกันเช่นกัน


By: Chommm


ที่มา: https://www.ted.com/talks/arleen_sugano_the_physics_of_the_hardest_move_in_ballet/details