Pada bulan April 1999 yang lalu penulis mengikuti suatu pertemuan fisika terbesar
abad 20 di World Conggress Building Atlanta Amerika Serikat. Dalam pertemuan
yang dihadiri lebih dari 10.000 fisikawan ini (+ 40 pemenang nobel fisika) digelar
ratusan topik-topik seminar dari mekanika klasik, laser, fisika nuklir hingga fisika abad
21. Di antara lautan topik ini, Physics of Dance merupakan topik yang menjadi
perhatian banyak pengunjung.
Dalam seminar Physics of Dance, Kenneth Laws dari Dickinson College dibantu oleh
seorang penari balet Amy Kohler secara menarik memperagakan hubungan Fisika
dengan Balet. Menurut Keneth Laws balet bukan hanya sekedar seni. Gerakan balet
yang dinamis merupakan gabungan logika dengan intuisi, persepsi analitik dengan
persepsi perasaan serta gabungan pengertian holistik dengan pemikiran langkah
demi langkah. Disini peran hukum Fisika sangat penting. Penerapan hukum Fisika
pada gerakan balet dapat menghasilkan sesuatu yang berguna, mengejutkan, dan
mendorong orang lebih menghargai balet.
Diam seimbang
Pada tarian balet terkenal “The Nutcracker” seorang balerina (penari balet) memulai
tariannya dengan berjinjit seimbang pada satu kaki dan tangan terangkat ke atas.
Kaki yang lain terangkat ke belakang. Pada keseimbangan yang dikenal dengan
nama arabesque on pointe ini, penari bertumpu pada daerah yang sangat kecil.
Gb.1a Arabesque on pointe Gb.1b on pointe
Menurut hukum keseimbangan, posisi berdiri diatas daerah kecil (on pointe) bisa
tercapai jika pusat berat balerina berada tepat diatas titik tumpunya (Gb. 2a). Pada
posisi yang dipopulerkan oleh Marie Taglioni di pertengahan abad ke-19 ini, gaya
berat berada satu garis dengan titik tumpunya. Itu sebabnya gaya berat si balerina
tidak mampu memberikan momen gaya untuk memutar tubuhnya. Tetapi ketika posisi
pusat berat (tanda silang) balerina menyimpang dari posisi seimbang (Gb. 2b), gaya
berat akan membuat balerina terpelanting dalam waktu yang relatif sangat singkat.
Jika mula-mula pusat berat balerina menyimpang 1o, dalam waktu 1 detik, pusat
beratnya ini akan menyimpang 8o. Tetapi jika posisi awalnya menyimpang 5o, dalam
1 detik pusat berat balerina menyimpang 37o. Sangat berbahaya bagi si balerina.
Gb.2a Seimbang Gb.2b Tidak Seimbang
Selanjutnya keseimbangan lain yang lebih rumit adalah keseimbangan ketika penari
berpasangan (Gb. 3). Pada keseimbangan ini memang pusat berat masing-masing
penari tidak berada di atas titik tumpunya, namun pusat berat gabungannya masih
berada diatas titik tumpunya. Titik tumpu pada keseimbangan ini harus dibuat cukup
luas agar pusat berat dapat diatur untuk tetap berada diatas titik tumpu ini. Itu
sebabnya penari pria harus memijakkan kakinya (tidak berjinjit) dan membuka kedua
kakinya agar lebar.
Gb.3 Keseimbangan Berpasangan
Bergerak
Bagaimana penari bergerak? Apa yang menggerakannya?
Ketika seseorang hendak bergerak maju yang ia lakukan adalah menekan lantai
dengan kakinya ke arah belakang. Ketika mendapat tekanan, lantai bereaksi dan
mendorong kaki orang itu dengan gaya yang sama besar ke depan sehingga orang
bergerak maju. Semakin keras kaki kita menekan lantai, semakin cepat kita bergerak
maju. Konsep yang sederhana ini merupakan konsep penting yang digunakan para
penari balet untuk bergerak.
Pada Gb. 4a seorang penari pria berdiri seimbang. Berat badannya terdistribusi
merata pada kedua kakinya. Penari kemudian mengangkat kaki kirinya sedikit
sehingga ia bertumpu pada kaki kanannya. Pusat berat penari sekarang tidak berada
di atas titik tumpunya lagi, akibatnya penari mulai jatuh ke depan dan kaki
kanannya menekan lantai ke belakang. Lantai bereaksi dan mendorong kaki penari
ke depan sehingga penari bergerak maju (Gb. 4b).
Gb.4 Bergerak Maju
Ketika penari sedang bergerak ke depan, bisakah ia membelok atau bergerak
melingkar (manége)? Menurut Newton, benda yang bergerak lurus akan membelok
jika ada gaya ke samping. Darimana kita peroleh gaya ke samping itu? Penari balet
tahu cara memperoleh gaya ke samping ini. Ketika penari hendak membelok ke
kanan, kakinya akan menekan lantai ke kiri. Lantai akan memberikan reaksi dengan
menekan kaki penari ke kanan sehingga lintasannya berbelok ke kanan. Semakin
keras penari menekan lantai, semakin tajam belokannya. Jika tekanan pada lantai ini
berlangsung terus menerus, lintasan si penari akan berbentuk lingkaran. Disini gaya
dari lantai bertindak sebagai gaya sentripetal.
Gb. 5 Manége
Ketika bergerak melingkar penari akan merasakan gaya sentrifugal yang arahnya
menjauhi pusat lingkaran. Untuk mengatasi gaya ini penari harus sedikit memiringkan
tubuh bagian atasnya (Gb. 5). Jika penari bergerak dengan kecepatan 4 m/s dalam
suatu lingkaran berdiameter 10 meter maka ia harus memiringkan tubuhnya sekitar
18o dari garis vertikal.
Melompat
Penari balet tahu cara melompat! Yang ia lakukan adalah menekan kakinya pada
lantai secara vertikal. Dengan memberi tekanan pada lantai, lantai memberikan
reaksi mendorong kaki sang penari ke atas. Penari juga tahu bahwa lompatan akan
lebih tinggi jika saat melompat lutut ditekuk. Disini tekukan lutut bertindak seperti
pegas yang tertekan, siap untuk melontarkan benda yang diletakkan di atasnya.
Semakin besar tekukan lutut, semakin tinggi tubuh terlontar. Namun perlu diingat
bahwa lutut yang terlalu bengkok akan mengurangi gaya tekan kaki pada lantai.
Penari biasanya tahu berapa besar ia harus menekuk lututnya untuk mencapai
ketinggian optimal. Untuk melompat setinggi 30 cm, penari biasanya menekuk
lututnya sejauh 30 cm disertai gaya tekan pada lantai sebesar hampir satu kali berat
badannya.
Pada gerakan kombinasi (grand jet?) penari melakukan gerak vertikal dan gerak
mendatar secara serempak. Ketika tubuh lepas kontak dari lantai, lintasan pusat berat
berbentuk suatu parabola (Gb. 6). Untuk menambah tinggi lompatan penari harus
memberikan tambahan energi dengan berlari lebih cepat. Hal yang sama dilakukan
oleh para pelompat tinggi. Untuk melompat setinggi mungkin, si pelompat harus
berlari secepat mungkin. Gerakan kombinasi ini sulit dilakukan tanpa latihan yang
serius. Penari harus benar-benar tahu kapan waktu melompat dan berapa kecepatan
yang harus ia berikan agar gerakannya ini sesuai dengan irama musik yang
dimainkan.
Gb 6. Grand jet?
Pada Gb. 6 seorang penari melakukan grand jet?. Gerakan ini banyak membuat
penonton terpukau. Penonton melihat si penari seolah-olah terbang mendatar pada
ketinggian tertentu. Ilusi terbang disebabkan karena hampir separuh dari waktu
terbang penari berada pada ketinggian di atas ¼ posisi puncak. Jika grand jet?
berlangsung selama 0,8 detik dan tinggi maksimum 40 cm, maka selama 0,4 detik
penari akan berada pada ketinggian antara 30 cm sampai 40 cm. Karena berada
cukup lama di udara (disekitar puncak) maka penari akan tampak seperti terbang.
Penari akan memperkuat ilusi terbang ini dengan mengangkat dan merentangkan
kedua kakinya selebar mungkin serta menggerakan beberapa anggota tubuhnya
agak ke atas.
Selesai melakukan grand jet? penari mendarat pada lantai lentur dengan lutut
ditekuk. Tanpa lantai lentur dan tekukan lutut yang cukup besar, penari akan cedera.
Penari akan merasakan gaya sebesar 200 kali berat badannya jika ia mendarat
dengan lutut tertekuk 2,5 cm pada lantai beton dari ketinggian 50 cm. Gaya sebesar
ini sangat besar, bisa membuat penari cedera (kaki patah atau urat-urat putus).
Berputar
Tarian balet sangat dikenal dengan putaran diatas satu kakinya (pirouette). Ada dua
jenis pirouette: en dedans berputar kearah kaki yang menopang (berputar ke kanan
dengan kaki kanan pada lantai) dan en dehors (berputar ke kiri dengan kaki kanan
pada lantai). En dedans dan en dehors dapat divariasi dengan menempatkan kaki
yang berputar pada berbagai posisi. Pada normal pirouette sepatu kaki yang berputar
menempel pada lutut kaki yang menopang sedangkan pada grande pirouette kaki
yang berputar berada pada posisi mendatar. Gerakan pirouette yang terkenal
adalah fouett? yaitu pirouette en dehors yang dilakukan berulang-ulang.
Gb. 7 Normal pirouette
Bagaimana penari berputar?
Penari berputar dengan menggerakan ujung sepatu depan dan belakang ke samping
berlawanan (Gb. 8a). Lantai akan memberikan reaksi dengan memberikan gaya yang
berlawanan pada kedua ujung sepatu itu. Kedua gaya yang disebut kopel ini akan
memutar penari.
Gb. 8a Kopel Gb. 8b. Kopel gaya pada 2 kaki
Cara lain untuk berputar adalah dengan menggerakan kedua kaki dalam arah
berlawanan. Kopel gaya dari lantai akan memutar penari (Gb. 8b). Ketika penari
mulai berputar, ia dapat menaikkan kaki yang satunya pada posisi normal ataupun
arabesque.
Ketika penari sudah berputar, penari dapat mengatur kecepatan putarnya dengan
mengatur besar momen kelembamannya. Disini momen kelembaman merupakan
kecenderungan benda untuk mempertahankan posisinya untuk tidak ikut berputar.
Benda yang momen kelembamannya besar, sangat sukar berputar. Sebaliknya yang
momen kelembamannya kecil lebih mudah berputar. Benda akan berputar lebih
cepat jika momen kelembamannya diperkecil sebaliknya benda akan berputar lebih
lambat jika momen kelembamannya diperbesar.
Penari dengan tangan terentang dan salah satu kaki pada posisi mendatar
(arabesque) mempunyai momen kelembaman hampir 4 kali lipat lebih besar
dibandingkan momen kelembaman ketika penari dalam posisi normal (tangan ke
bawah dan sepatu kaki yang satu menyentuh lutut kaki yang lain). Jika balerina
berubah dari posisi arabesque ke posisi normal kecepatan sudutnya menjadi 4 kali
lebih cepat. Untuk bergerak lebih lambat penari tinggal merentangkan tangan atau
kakinya.
Gb.9a. Putaran lebih lambat Gb.9b. Putaran lebih cepat
Mengasyikan sekali bukan? Ternyata balet yang kata orang lebih banyak
menggunakan perasaan dapat dianalisa secara asyik dengan fisika.
Sejak kapan sebenarnya orang menganalisa gerakan suatu tarian? Ribuan tahun lalu
Aristoteles seorang filsuf terkenal berusaha menganalisa tarian dengan menggunakan
prinsip geometri. Kemudian pada tahun 1500-an, Barelli murid Galileo menganalisa
gerakan tarian dengan fisika. Untuk usaha kerasnya menganalisa berbagai jenis
gerak termasuk beberapa tarian, Barelli dijuluki sebagai bapak Biomekanika. Tarian
balet yang merupakan salah satu tarian yang muncul agak belakangan dianalisa
secara detil oleh Kenneth Laws pada awal tahun 1980-an. Kenneth Laws adalah
seorang fisikawan yang sangat mencintai balet. Karena kecintaannya pada balet
Kenneth Laws mengabdikan dirinya untuk meneliti gerakan-gerakan balet secara teliti
dan mencoba menjelaskan setiap gerakan balet secara detil dengan menggunakan
fisika. Menurut dia, usahanya menganalisa gerakan balet tidak sia-sia. Kini ia mampu
membuat orang termasuk dirinya semakin menghargai, menikmati dan makin jatuh
cinta pada tarian balet.
Alangkah indahnya jika di Indonesia ada fisikawan-fisikawan yang begitu cintanya
pada tarian jaipongan, tarian bali ataupun tarian daerah lain dapat mengabdikan
dirinya untuk meneliti tarian-tarian itu. Siapa tahu hasil penelitian ini dapat membuat
masyarakat lokal dan internasional lebih menghargai dan lebih menikmati musik serta
tarian-tarian yang merupakan bagian dari budaya kita. Lebih dari itu siapa tahu
hasil penelitian dapat menciptakan gerakan-gerakan baru nan kompleks dan indah.
Dampak yang lebih jauh lagi adalah cepat atau lambat pasti akan terbentuk suatu
masyarakat ilmiah dimana fisika akan bertambah populer serta menjadi sahabat bagi
banyak siswa, tidak lagi menjadi momok yang menakutkan
(Yohanes Surya PhD, Ketua TOFI/staff pengajar Universitas Pelita Harapan)