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人能徒手劈断砖头吗？学好物理学，就不会被障眼法骗了
人能徒手劈断砖头吗？学好物理学，就不会被障眼法骗了
**核心内容：**视频用力学、重心和光学原理，解释徒手劈砖、胸口碎大石、空中悬浮、倾斜站立及“花瓶姑娘”等看似神奇的表演。
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**徒手劈砖：**砖块一端支在坚硬台阶上，另一端凸出。劈砖时让砖块先获得较大的转动速度，再使其撞上台阶支点并骤停，支点产生的冲击力可能使砖断裂。可用转动冲量关系近似分析：力矩乘作用时间等于转动惯量乘角速度变化。若砖长为 (A)、质量为 (M)、支点到受力处距离为 (B)，并把砖近似为绕一端转动的长杆，则转动惯量约为 (\frac13 MA^2)，冲击力约为 (F=\frac{MA^2\omega}{3B\Delta t})。砖越长、质量越大、角速度越高，接触时间越短，冲击力越大。视频提醒不要随意尝试，以免砖块飞溅伤人。
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**胸口碎大石：**锤子与石板接触时间很短，锤子动量迅速改变，因此锤石之间的作用力很大，足以击碎石板。石板与人体之间的作用时间较长，冲击被摊在更长时间内，人体受到的力相对较小。再加上石板与人体的接触面积较大，压强 (P=F/S) 较小，因此表演者可能不受伤。钉板表演也依赖受力分散：多根钉子的总接触面积较大；若只压在一根钉子上，压强会很大。石板的硬度和表演条件也很关键。
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**街头“空中悬浮”：**宽大的衣袍遮住了金属支架和坐垫。表演者实际上坐在支架连接的坐垫上，支撑力由支架承担，并非靠一只手悬空支撑身体。
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**迈克尔·杰克逊的倾斜舞步：**舞台上伸出的钉子卡进特制鞋跟的槽中，提供防止身体前倾倒下的支撑。这个动作仍需要力量与练习，杰克逊本人也曾失误。
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**斜放的易拉罐：**罐底边缘与地面形成支点；罐内液体多少会改变整体重心。液体处于合适位置时，重心落在支点上方，易拉罐便能倾斜而不倒。
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**“花瓶姑娘”：**花瓶并非完整地包住人物。展具中用两面呈 (90^\circ) 夹角的镜子反射周围景象，遮住人物身体；人物藏在镜子后，只露出头部，因此看起来像住在花瓶里。
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**筷子消失与硬币戏法：**筷子在水中的视觉变化来自光的折射；调整观察位置时，光线还可能发生全反射，使光无法进入眼睛，筷子便看起来消失。硬币戏法则是预先藏好一枚硬币，再通过角度与手法让观众误以为硬币被放进容器。
▸ 原始转写文字稿（6260 字符）
各位同学 大家好 我是李永乐老师最近有个小朋友问我说他看到有人能够徒手劈开砖头 他觉得很神奇这是不是说明了这个人很厉害或者砖头质量很差呢 其实还真不一定这里面满满都是无底原理今天我就教大家四个江湖绝学你不光能学会徒手劈砖还能学会胸口最大石 人体悬浮和下半身消失数那我们首先讲第一个江湖绝学 叫做徒手劈砖徒手劈砖我们知道砖头是很硬的那有一些练过的人 他们可以徒手劈砖那对于普通人来讲 我们能够徒手劈砖吗咱们先来看一个实验一二开始 一二开始 再来 一二开始 一二开始啊 终于成了好 为什么我作为一个普通人也能够徒手劈砖呢你听完我这个讲解会觉得这并没有什么神奇的你也能做的大家看 我是把这个砖放在一个很硬的台阶上 对吧这个砖我让它凸出来一块 凸出来一块如果我只是用手劈右半段的话 那想劈断它是很难的但是你仔细观察就会发现我在劈砖的时候 我实际上把这个砖抬起来了一点 对不对然后用这个手劈的时候 顺势往下压这样一来砖块就会具有一个比较大的一个速度或者准确说是角速度什么叫角速度 就是单位时间内转过的角度这叫角速度有了这个角速度之后 当砖块遇到了这个顶点那么它还想往下走 但走不动了 被卡住了 对不对所以这个顶点这就会给它一个向上的作用力那么如果这个作用力足够大就会把这块砖给个碎 对不对好 我们来具体算一算说这块这个作用力F到底有多大呢我们假设这个砖的长度叫A那么在台阶上的这个宽度叫B还有就是这个高度 高度我们认为比较小否则这个问题会比较复杂我们高度就让它近似为零了 高度比较小好 在这种情况下 我们做一个近似的计算需要使用一个叫做转动定律的玩意儿转动定律也可以叫角动量定律它描述的是物体的转动和它的受力情况之间的一个关系具体来讲 转动定律是这么写的叫力矩乘以时间等于转动贯量乘以角速度的变化这是什么乱七八糟力矩咱们初中学过 就是力乘力弊咱们看 这个物体在往下转动的过程中我们忽略重力 那么力就是F 对吧你是绕左侧的这个欧点旋转的所以力B就是B于是力矩就是F乘以一个B 对吧再乘以作用时间 等于一个叫做转动贯量的玩意儿转动贯量相当于转动物体的质量质量是M那么转动的时候 它的质量是三分之一MA方这是对于一个长杆而言以左侧为旋转的转轴的话那么它的转动贯量是这么大好 再乘以一个角速度变化你本来角速度是ω结果后来被割了一下就停了角速度变化是多少 是ω好 这样我们就把这公式列出来了你把这公式列出来之后咱们看 那这个F有多大这F是不是就出来了是MA方ω再除以一个什么3bΔt好 这就是我们在个他一下的时候这个力有多大我们来具体看什么时候这个力比较大什么时候力比较小如果这个砖的质量大这个砖的长度还长这个砖往下落的时候角速度还大同时这个砖它在台阶里边的这个宽度b比较小还有就是时间Δt很小是吧 地面很硬 时间Δt很小那这样一来这个F是不是就是很大的对不对所以我们在这个P砖的过程之中我们尽量要保证首先地面要非常的硬地面硬的话这个时间T就短对不对好 第二就是你尽量让这个砖往下落的速度要快那怎么让它快你就要用这个手辅助它在空中使劲不要等到最后这个砖落下来再使劲 对吧那个时候使劲已经来不及了你在空中使劲让这个砖转得很快一个它就断了这个事其实就跟我们拿着一个砖然后往那个台阶上磕把它磕断是一个意思并没有那么难所以其实每一个普通人都能够做到这一点当然我们破坏物品是不对的 对吧另外小朋友们不要去做因为你做完了这个实验之后你会发现砖头乱飞砸到别的小朋友就不好了 对吧我们只是给大家讲一下这个原理好 那么第一个江湖绝学咱们就说完了下面我们说第二个江湖绝学这个江湖绝学在很多地方都有比如周星驰的电影里边就有叫做胸口碎大石胸口碎大石胸口碎大石怎么表演呢一个人躺着然后大石头放上去拿锤子里砸石头碎了更有甚者底下我们放这个钉子钉板底下有个钉板然后有一个人躺在这个钉板上一个人他躺在钉板上然后在这个人的胸口上放一个大石头是吧然后拿锤子光击一凿结果发现这石头碎了这个人没事钉板在底下待着 是吧人没事说这个到底是为什么呢胸口碎大石看起来很吓人但实际上它也是有它的物理学道理的每一个人都能够做到这件事这个怎么做 我们要用两个道理去分析它第一个道理叫做动量定理第一个道理叫做动量定理就像刚才我们所说的转动的动量定理或者说角动量定理一样动量定理所描述的是它的受力和它的运动情况的关系刚才是受力和转动情况的关系 对吧动量定理是这么写的叫做FΔt等于MΔv叫力乘以时间等于质量乘以速度变化这叫动量定理举个例子 我们首先来研究一下这个锤子锤子 这是个锤子这个锤子我们假设的质量是M1在往下落的时候速度是V1结果这么一轮砸到那个大石头了这锤子就停了它为什么会停因为它受到了石头给它向上的一个作用力F1这个F1会算吗 其实不难 对吧我们看一下这个锤子这个锤子它和石头之间有一个作用力F1F1乘以ΔtΔt1等于什么呢等于这个石头的动量变化石头本来有速度V1后来砸了石板之后停了 对吧所以动量变化是MV1你通过这件事你就可以算出F1来F1等于M1V1锤子的质量乘速度再除以一个接触的时间Δt1我们知道这个锤子的质量其实不小它的速度V1也很大所以上面的这一项是比较大的但是因为锤子也很硬 石头也很硬所以它们的接触时间其实非常的短上面大 下面小所以整体的这个F1就什么 就很大整体的这个F1很大所以就可以把这个石头给砸碎 对不对好 这是第一件事 为什么石头会砸碎但是石头砸碎了 为什么人没事呢我们再来考虑一下对于这个石头对于这个石头进行分析这个石头或者说一个石板那么上面因为锤子给它一个作用力叫F1那么按说这个石头应该是往下掉 对不对往下跑 它为什么没有往下跑呢或者说整体来看这个石头虽然颤了一下但它最终是没有往下掉的原因是因为人给它一个向上的作用力叫F2是这样吧最终石头是没有跑的它就算是碎了整体来看它其实也是没有运动的好 那么有这么两个力 我们还是忽略重力在这种情况下这两个力的合作用是使石头的速度从0变成0因此它的动量变化是F1ΔT1这是锤子给它的减确人给它的F2ΔT2等于什么等于动量变化你速度最开始是0 最后也是0所以动量变化是0 对吧有了这一条我们就知道了那么F2这个F2是谁 是人给石头的其实也就是石头给人的F2有多大F2等于F1ΔT1除以ΔT2大家仔细观察一下因为人是软的 对不对上面这个接触时间ΔT1是很小的但是人是软的所以石头和人在接触的时候会有缓冲效果人作为一个气垫把这个力给缓冲了所以ΔT2是比较大的时间是比较长的所以上面小 下面大因此整体这个值就比较的小了因此虽然你用锤子砸石头的力非常大但是石头给人的力其实很小原因就是因为锤子和石头之间基础时间很短 对不对它需要把这个锤子锤头的速度给弄没所以它这个力是很大的但是石板和人之间它时间比较长所以这个力就被分散到很长的一段时间里这个力就没那么大了 对不对所以这个力其实不大因此对人就没有伤害好 这是第一条就是用动量的角度来研究这个问题那么除了动量角度以外我们还要另外一个角度叫做压强什么叫压强压强描述了压力的作用效果压强的公式P等于F除以S也就是用力除以面积我们来看一下同样的力如果面积小的话它的压强就会比较大这是一根粉笔左边比较尖 右边比较平我用两个手 两个手指去按它按的时候显然一件两个手指的力是一样大的但是我左边这个手指就疼为什么因为它的面积小 所以它压强大 对吧这是很好理解的一件事如果你要是压强大的话就会疼是吧 压强要再大就会扎进去那我们来思考这个问题首先我们看石头和锤子石头和锤子这个面积S1是很小的 对不对所以它的压强P1等于F1除以S1本来F1就大 S1又小所以这个数是很大的这个很大的压强会把石板给砸碎 对吧我们再来看石头和人又如何石头和人的基础面积S是很大的 对不对S2比较大所以这样这个压强就是F2除以S2仔细观察你会发现F2本来就比F1小S2就比S1大很多所以这一项压强就很小所以人就不会受伤 对不对同样道理为什么人躺在钉板上不会受伤也是因为钉子虽然尖很细但它有很多根 总面积也不小所以这样一来这个人就不会受伤 对吧你可以想象如果你就躺在一根钉子上那这人肯定是扎穿了这没有什么可说的还有上面这个石头必须要非常的硬为什么呢因为石头非常硬你这么一凿才能让整个石板往下压然后才能把这个力给分散如果石头非常非常软你这么一凿直接砸穿了那人人也会挂掉 对吧所以这个胸口碎大石对于石头对于砸石头的人其实都是要求比较高的好那么胸口碎大石这个问题咱们也说完了这是第二个江湖绝学刚才咱们说的这两个好像都有点硬弓的意思是吧 都看起来就比较厉害咱们现在说几个轻弓比如说我们现在说一个叫做空中悬浮各种各样的空中悬浮这人可以飘在空中 是吧这怎么做到的呢比如说比较常见的一个空中悬浮是这样的就是有一个人在街头 是吧底下铺了一张毯子然后拿了一个木棍就立在这个毯子上然后人在一旁 一只手摸着这个木棍 是吧然后他就可以这么悬空坐着一只手摸着木棍就行了那你就会感觉很奇怪说为什么奇怪你想 这人的重量它是在这个位置重心在这 重力在这个位置他摸着木棍 如果说你用手支撑着的话那你这个支持力也是在左边你在左边的支持力你怎么可能会抵消这个重力这人不就倒了吗这人是怎么做到的呢其实这个问题并不难如果他这样的人一般来讲都穿着很宽大的袍子很宽大的衣服 遮住了一些机关如果你把这个袍子什么都给去掉你就会发现了实际上你看起来这是一个木棍但事实上这个木棍底下是连了一个很硬的板子的可能是金属的板子这个木棍也不是木头的它肯定是金属的要不然支撑不了那么大的地这个金属的棍子和底下这个板子连接然后从人的胳膊肘底下连过来底下又放了一个坐垫这些都是固连在一块的这个人他其实是坐在坐垫上的这个连接处在他袖子里边你看不见所以你感觉好像他用一只手这么支撑着于是他就可以浮在空中了那么有了这个坐垫之后这就是好办了你的支持力其实不在这支持力是在一个坐垫的位置对吧你这些重力抵消不就没事了吗是吧所以这个问题其实说起来没有那么神秘还有一个跟他很像的就是迈克尔·杰克逊的一个著名的五步是吧这迈克尔·杰克逊的一个五步太空步它可以倒着走 对不对除了倒着走以外还有一个就是倾斜45度角假如说这个是杰克逊这杰克逊然后戴了个帽子然后杰克逊他就会倾斜他就会倾斜他的身体会斜过来这是他的斜他会斜过来 能斜多少呢这里能斜45度角 是吧这个角可以斜到45度他可以停一会他不是说斜完了之后就倒了他可以停一会然后自己还能慢慢起来这个看起来也很神秘为什么呢因为你的重心在这个位置mg 对吧然后你的支点在这个位置你这样一看的话你会发现他俩不贡献那怎么人都会倒他为什么不倒呢可能很多同学都知道这是因为这个杰克逊那斜他特制的杰克逊的斜它是这个样子的他的脚跟这个位置有一个槽然后当他表演这个舞步的时候在舞台上会伸出一根钉子来这根钉子正好能够卡在这个槽里边他有个大头 是吧一个大头钉这有一个大头这大头正好能够卡到这个槽里边这样一来就可以勾住他的鞋这人不是要倒吗但是没有关系 我这个钉子勾住你的鞋给你一个往下的力于是左边一个力往下右边一个重力往下中间有个支撑力向上这三个力作用更正好构成杠杆于是这个杰克逊就可以步倒对吧他可以轻丝处都还能再站起来当然这也不是说这个问题就很容易的你需要练习很久杰克逊本人他自己都失误过对吧所以那些培武的还有杰克逊本人他这个肌肉都是很厉害的其实我们在生活中也有很多类似跟重心有关的实验比如我们举一个例子大家看这是一个饮料是吧这个饮料我可以斜着放在台子上比如你看这是个台子是吧我可以这样把这个一拉罐斜着放能够放得住这是为什么呢为什么能够斜着放得住呢如果你这一拉罐一点没有喝或者全喝光了你是不可能斜着放得住的但是现在我就能够斜着放得住因为我喝了一部分它就斜着放得住了原因是什么咱们来看一下原因就是因为这一拉罐它是这样斜过来的对不对它这它是有这样的一个豁口的一拉罐它这地方并不完全是一个直角它是有一个豁口的在这正好你可以把它放在一个地面上你放在地面上的时候如果这一拉罐是满的它的重心其实比较高它重心高到这个位置重心高到这个位置然后你支撑力在这个位置它就会出现倾倒如果这一拉罐是空的一样重心还是比较高它还是会倒但是如果说这一拉罐里边液体正好满足某一个要求它就正好重心实际上是在这个支点的上方你这两个力这么一抵消它不正好能立得住吗对吧所以这也是跟重心有关的你这液体不同的重心位置不一样液体到了某一个部位的时候它一拉罐就能斜着立得住你可以自己用这个一拉罐来试一试所以这些实验在家里都可以做的这是空中悬浮它利用的是重心的一个原理最后我们再来教大家第四个江湖学学这个江湖学学可能很多人都见过我们称之为花瓶姑娘我小的时候在我们家那边有一个山叫做北山在北山上就有各种各样奇奇怪怪的东西比如什么十八层地狱展览什么之类的各种各样的奇奇怪怪的东西其实有一个就是花瓶姑娘说这有一个姑娘她从小就生活在一个花瓶里从来没有出来过然后她身体也没有没有脚 没有脚她就有一脑袋然后就长在一个花瓶里边然后你还真的可以去看对吧你还真的可以去看它就是有一个花瓶上面有一个脑袋你还去跟她说话什么的说这是怎么回事这人为什么能躲在花瓶里边其实这不过就是一个简单的光学现象她在做这个展览的时候一般会有一个这样的台子会有一个这样的台子这个台子中间它会有两个夹角为90度的镜子有90度的镜子结果这个镜子之后她用一个花瓶这个花瓶也是切掉了一个角然后正好就包在镜子的部位这你包在镜子的部位的时候因为镜子的这个反射原理所以看起来这花瓶好像是全的但事实上这花瓶这个实际上是缺着一个角的然后这个人他就躲在镜子的后面就把脑袋露出来就把脑袋露出来是吧所以你看起来这个人好像就转在花瓶里但事实上他身子躲在后面了你知道吗他把脑袋露出来了然后这边加一个花瓶然后再连着两个这个镜子这就可以了以前我在美国去了一个博物馆叫Believe it or not就是美国的一个信不信有你博物馆那里边就有这玩意我还试了一下挺好玩的是不是看起来好像没有腿一样其实还有很多跟光学相关的江湖绝学比如给大家来看这样的一个江湖绝学大家看这是一瓶水对吧我现在要把这一枚硬币放进去是吧放进去放放放你看硬币就放进去了对不对很奇怪对不对这怎么回事其实这个问题也不是很难它就是一个光学原理你看我这里有一杯水把筷子放进去放进去之后我挪挪挪挪到某一个位置筷子就好像消失了一样对不对我再往这边挪挪挪挪挪到某一个位置筷子也好像消失了一样是不是这实际上就是一个简单的光学现象说那这个原因是什么其实也就是一个光学的折射的问题咱们看这里有一个杯子杯子里边有水如果你把筷子放正中央它发出来的光线就不折射但如果你偏了一点点的话它发出来的光线往这发然后就会折一下对吧那么两条光线都偏折你在去看的时候你就会以为这根筷子它往右边了一点点往右边了一点点在这发出来的所以看见像筷子折断了一样当你挪到某一个比较恰当的位置就会发生全反射发生全反射了之后这光线无法到达你的眼睛所以这个东西就消失了所以这个现象无非就是一个折射和全反射的道理刚才这个是反射的道理对吧揭秘时刻其实这个原理也很简单就是我开始的时候里面就有一枚硬币这枚硬币我藏在这个角着这样一挪就看不见了对吧然后我手里面有另外一个硬币另外一个硬币贴在这然后我说进去我就转转的时候把一拿走你看这不是进去了吗所以道理非常简单所以这些个所谓的江湖绝学其实不过就是有一些物理或者数学的道理经过一点练习每一个人都能够做到大家如果喜欢我的视频可以关注我李永乐老师这些人都能够做到