Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Железногорский политехнический колледж
Индивидуальный проект
Физика в современном цирке
Преподаватель
И.Ю. Левшакова
Выполнил студент
Группы ТЭ-18
Бадаев Кирилл
Введение
Что такое цирк?
В противоположность общепринятому мнению, искусство это возникло сравнительно недавно. Оно пестро по составу и состоит из элементов, существовавших задолго до того, как появился на свет его основатель Филип Астлей.
Цирковое представление разворачивается на круглом манеже диаметром двенадцать-тринадцать метров; в программу непременно должны входить конные номера (потому-то и необходим манеж), выступления акробатов, эквилибристов, жонглеров; желательно также присутствие клоунов (нет лучшего фона для представления, чем смех). На арене появляются и дрессированные животные, но это не обязательно. Немыслим цирк без лошадей и манежа. То и другое -- основные признаки этого искусства. Там, где их нет, мы имеем дело не с цирком, а с варьете. Никто ведь не путает театр с мюзик-холлом, а оперу -- с кабаре.
Цирк занимает в ряду искусств особое место; цирк -- искусство визуальное (ему не страшны языковые барьеры) и универсальное (оно доступно любой публике).
Порой говорят, что цирк -- развлечение для детей; это совершенно неверно; не может быть никаких сомнений, что пятилетний ребенок неспособен оценить бесстрашие акробата так, как взрослый зритель, а тем более как зритель искушенный, -- между тем подобные зрители существуют, и их гораздо больше, чем обычно считают! Верно другое: в цирк можно отправиться всей семьей, и каждый получит при этом свою долю удовольствия, а такие развлечения в наши дни -- большая редкость.
В наши дни цирк снова обретает популярность, быть может, оттого, что другие виды зрелищ в конце концов утомили публику своей искусственностью, меж тем как под куполом цирка живут самоотдача, бесстрашие, упорство, трудолюбие, стремление создавать прекрасное, не прибегая к спасающей многие зрелищные искусства пышности. Все эти непреходящие ценности ныне можно найти только на усыпанном опилками манеже.
Я тоже люблю цирк. И ещё с детства, меня интересовали секреты этих номеров. Как один очень хрупкий гимнаст может удержать на своих плечах еще нескольких и при этом находится на канате на высоте нескольких метров? Как эти неуклюжие медведи могут вращать на своём носу хрупкие тарелки. И эти как и почему долгое время мучили меня, пока я не стала изучать физику.
Целью моего проекта является более углубленное изучение законов физики на примерах цирковых номеров. Предметом исследования являются цирковые трюки.
1. Сердце цирка -- арена
Цирк может быть лишен отдельных технических устройств, может не иметь театральной сцены или водяного бассейна, может вмещаться либо в переносном брезентовом шатре, либо в монументальном стационарном помещении, но без арены он немыслим: арена является общеобязательной производственной площадью современного цирка.
Производственная площадь современного цирка представляет собой круглый манеж тринадцати метров в диаметре, устланный черноземом, усыпанный древесными опилками и обнесенный невысоким барьером с двумя друг против друга расположенными раздвижными входами или «дверьми», как называют их профессионалы.
Размер манежа неизменен; независимо от характера или давности постройки, независимо от вместимости, архитектуры или технического совершенства манежи всех современных цирков одинаковы по своему измерению.
Круглый манеж диаметром в тринадцать метров, с самыми незначительными отклонениями равно узаконенный во всех странах, и образует собой условную производственную площадь современного цирка. Ближайшее ознакомление с историей цирка, естественно, должно исходить из анализа его отличительной производственной площади и из выяснения обстановки и законов, вызвавших к жизни условные измерения циркового манежа.
Итак, кем же продиктованы условности производственной площади современного цирка?
Полагают, будто они узаконены гимнастами, акробатами, жонглерами, клоунами -- этими прирожденными кочевниками, которым, как кажется, необходимо гарантировать одинаковые условия работы, повсеместно обеспечив те же привычные размеры их производственной площадки, от которых будто бы зависит их мастерство.
Мнение это в корне ошибочно. Достаточно внимательно присмотреться к мастерству акробатов или жонглеров, чтобы понять, насколько оно не связано с условностями циркового манежа и насколько эти условности подчас препятствуют их мастерству. В самом деле, ни гимнастам, ни акробатам, ни жонглерам, ни клоунам круглая форма циркового манежа решительно не нужна; они выступают на открытых эстрадах летних садов или на театральных подмостках мюзик-холлов с равным успехом, что и в цирковом манеже. Если форма круга не представляется обязательной, то круг диаметром в тринадцать метров, очевидно, тем более не может стать необходимым.
Возразят, что проволока эквилибриста, протягиваемая поперек манежа, рассчитана на тринадцать метров. Действительно, она рассчитана на тринадцать метров, но ее можно удлинить, можно и укоротить -- мастерство исполнителя не потребует иной техники: аппаратура эквилибриста не обусловливает размеров манежа, но применяется к ним.
Напомнят, что клетки хищников, равномерным кругом охватывающие манеж изнутри, рассчитаны на тринадцать метров. Они действительно рассчитаны на тринадцать метров, но их можно расширить или сузить -- дрессировка зверей не изменится и не потребует иных приемов; реквизит укротителя подчиняется размерам манежа, но не вызывает их.
Отсюда следует, что производственная площадь современного цирка ни в коем случае не вызвана ни акробатикой, ни гимнастикой, ни жонглированием, ни клоунадой, ни демонстрацией укрощенных хищных зверей.
Кем же продиктованы эти особенности? Кто вызвал к жизни и с такой непреклонностью узаконил условную производственную площадь современного цирка?
Форма круга вызвана конной акробатикой (acrobatic equestre, Akrobatik zu Pferd).
Репертуар конных акробатов, исполняемый преимущественно стоя на скачущей лошади, не может развернуться ни в квадрате, ни в овале: никаких толчков, углов, поворотов -- требуется ровный, размеренный, плавный бег!.. Только круг и круговращение могут обеспечить такой ход коня, в котором конные акробаты были бы уверены, как в ходе хронометра, когда, ослепляя фейерверком прыжков на коня и с коня, мимируя какую-либо сцену или жонглируя стоя на вращающейся вскачь лошади, они уже не смогут заметить внезапной перемены в движении, которая повлечет за собой нежданный толчок и падение в манеж. Самый искушенный мастер не сумеет выполнить привычных упражнений на лошади, пущенной галопом по прямой линии, -- и не потому вовсе, будто он привык к круговращению, но и по законам чисто физическим: недаром же для тренировки в конной акробатике в ипподромах огораживается небольшой круглый манеж. Узкая окружность под влиянием центробежной силы сообщает корпусу лошади при вращении заметный наклон к центру, наиболее выгодный для сохранения равновесия акробатом.
Однако значительно меньший размер манежа был бы и невыигрышен для глаза и технически затруднителен для артиста, сведенного в таком случае к чрезвычайно ограниченному производственному пространству.
Неудобен и больший размер: на условности циркового манежа, между прочим, влияет также и манежный бич, так называемый шамберьер (искалеченное цирковым жаргоном французское chambriere).
Можно сказать, что в манеже шамберьер играет приблизительно ту же роль, что в оркестре палочка дирижера. Бич, конечно же, прежде всего бич, но в дрессировке и в конно-акробатических номерах он имеет еще очень значительную служебную роль. При конной дрессировке шамберьер приобретает значение условного сигнала, по которому группы животных запоминают запутанные фигурные переходы или перемены в темпе и привыкают опускаться на колени, менять направления, кружить восьмерками, становиться на дыбы. В номерах конно-акробатических основная задача шамберьера -- поддерживать абсолютно точное круговращение животного во время работы наездника-акробата. Малотренированная молодая лошадь не всегда способна держать правильную линию и идти в ровном, долго срепетированном темпе. Отклонение от окружности или изменение темпа неизбежно разрушит работу конного акробата, выступающего стоя на лошади, лишенного каких-либо средств воздействия на коня и при сосредоточенности внимания на том или ином трюке неспособного организованно реагировать на мгновенно наступившую перемену, требующую иных способов сохранить равновесие. Контроль за правильным круговращением коня доверяется шталмейстеру с шамберьером; во время выступлений конных акробатов в центре манежа неизменно находится шталмейстер с шамберьером, направляющий древко бича к переднему внутреннему плечу лошади и зорко следящий за ее ходом.
Как только животное перестает «держать темп», шталмейстер немедленно исправляет ошибку, слегка задевая его концом шамберьера, или, как выражаются на профессиональном наречии, «тушируя лошадь» (от французского toucher -- трогать, прикасаться). Тушировка шамберьером представляет своего рода искусство, на котором сейчас не будем задерживаться. Здесь необходимо только установить связь между конно-акробатическими зрелищами, шамберьером и производственной площадью современного цирка. Из сказанного же очевидно, что шамберьер должен быть такой длины, чтобы, находясь с ним в центре манежа, концом древка можно было свободно касаться лошадей у барьера. Следовательно, древко шамберьера должно иметь в длину до половины диаметра окружности манежа минус длина вытянутой руки дрессировщика, то есть до пяти с половиной метров.
Эти условности, взятые во взаимодействии с рядом других мелких профессиональных производственных требований, обусловливают неизменную окружность диаметром в тринадцать метров.
Необходимо заметить, что манежи современных цирков имеют либо тринадцать, либо тринадцать с половиной метров в диаметре. Хотя размер в тринадцать с половиной метров встречается в общем довольно часто, все же позволяем себе в дальнейшем оперировать цифрой «тринадцать»: сколько-нибудь значительного отступления от действительности нет, между тем целая величина запоминается легче дробной.
Барьер должен быть такой высоты, чтобы среднего роста четырехлетка, став на него передними копытами, могла продолжать двигаться задними ногами по манежу, и такой ширины, чтобы лошадь, не соскальзывая, могла пройти по нему редкой рысью. Это составляет в среднем полметра в высоту и треть метра в ширину.
2. Все секреты в законах физики
В цирке Вы часто видите удивительно ловких канатоходцев и эквилибристов.
Даже дрессированные животные поражают нас своими умениями удерживать на носу разноцветные шары. Может быть все дело в том, что они знают какие-то секреты?
А все секреты - в законах физики!
Тайны цирковых трюков:
- перевороты на скачущих лошадях, перелетание мотоцикла через «пропасть» - инерция движения;
- танцы с веером на натянутом канате и ходьба по нему с длинным шестом в руках, жонглирование мячами (морской лев), стойка на передних лапах (кошка) - устойчивое равновесие, центр тяжести, баланс;
- приземление на мягкие маты акробатов (на подкидных досках), гимнастов (на перекладине или брусьях) - закон сохранения импульса (сила удара тем меньше, чем больше время соприкосновения акробата с поверхностью, на которую он падает);
- полёт «снаряда», выпущенного из пушки, - движение под действием силы тяжести;
- сальто акробата - механика и динамика вращательного движения;
- трюки иллюзионистов - законы отражения и преломления света;
- медвежий хоккей с мячом - теория скольжения
- клоунские репризы с обливанием - явления смачивания и несмачивания.
Так при ходьбе по натянутому канату или проволоке канатоходцы идут обычно с расставленными в обе стороны руками, балансируют, причем явно заметно покачивание из стороны в сторону.
При каждом шаге артист старается установить центр тяжести своего тела над опорой.
С длинным шестом в руках удерживать равновесие легче. Выдвигая шест влево или вправо, канатоходец может удерживать свой центр тяжести точно над точкой опоры.
А как жонглер удерживает длинный вертикальный шест, установленный обычно на лбу?
Он постоянно переступает, сдвигаясь то в одну, то в другую сторону, подгоняя центр тяжести шеста на одну вертикаль с точкой опоры.
Фактически то же самое делает и велосипедист, пытаясь удержать равновесие. Искусство езды на велосипеде заключается в умении поворачивать руль в нужную сторону! Если присмотреться к следу, оставленному колесами велосипеда на мягком грунте, то видно, что сравнительно прямой след заднего колеса пересекается с извилистым следом переднего. При начале падения велосипедист поворачивает руль, и велосипед снова "въезжает" под центр тяжести велосипедиста.