最近一位中學物理老師在課堂上給學生徒手劈磚的視頻在網上廣為傳播，引起了學生的極大學習熱情，同時眾多網友也表示，為什麼自己當初在上學的時候怎麼沒有遇見這麼有趣的老師。這位老師用一個有趣的「絕活」向同學們活生生的演示了「知識就是力量」這個道理。
那麼這位物理老師為什麼能這麼厲害，輕輕鬆鬆的就將磚塊劈開了？其實這裡面包含著一定的科學原理，利用這個原理劈開磚塊並不是很困難，接下來我們就來學習徒手劈磚中的科學原理。
首先我們先了解一個物理概念——力矩
力矩是表示力對物體作用時所產生的轉動效應的物理量。在生活中就會有很多地方利用到力矩，其中用得最多的就是槓桿原理。例如在我們利用槓桿原理撬一塊大石頭時，我們下壓槓桿時會給予杆子一個力矩，力矩的大小等於力與力臂的乘積。力矩一般使用M表示，大小等於力乘以力臂：M=LxF，並且力矩是具有方向的，方向判定為可以參考下面這張圖：四指從力臂(指向力的作用線)向力的方向握，那麼大拇指的方向就是力矩的方向。
對於下面這個槓桿來說，用手下壓的力給予杆子的力矩大小M1=L1xF1。在石頭端，石頭也會給予杆子一個力矩的的作用，大小M2=L2xF2。當兩個力矩大小相等時，方向相反（可以通過上面所說的方法判斷兩個力矩的方向），兩個力矩相消，總力矩等於零，槓桿則處於平衡狀態。當力矩不相等時，兩個力矩的差值則不為零，槓桿就會發生旋轉。
通過上面的講解，你應該明白了什麼是力矩以及力矩對物體的作用，關於力矩對物體的作用，可以總結成一句話：當物體所受到的合力矩不為零時，物體的旋轉狀態就會發生改變。這個旋轉狀態的變化可能是物體越轉越快，也有可能是越轉越慢，這個需要看所施加的合外力矩的方向。當所施加的力矩方向與角動量方向一致時，物體的旋轉會加速，當方向相反時，則會減速。
徒手劈磚中的物理奧秘
之所以需要先講關於力矩的知識，正是因為徒手劈磚這個過程中涉及到了力矩的作用，合力矩的大小及方向會影響物體的旋轉狀態，那麼劈磚和旋轉過程又有什麼關係？這裡就要談到徒手劈開磚頭的「獨門秘籍」了。如果你仔細看那位老師劈開磚頭的過程，你可以看到那位老師是先將磚頭的一端翹起一定的角度，然後再快速往下一劈，磚頭就這樣瞬間就被劈斷了。
之所以要將磚頭部分翹起，其實是想利用磚頭的旋轉形成一定的角動量，利用角動量的迅速變化形成一個巨大的力矩，在這個強大力矩作用下將磚頭「折」成兩半。那麼什麼是角動量呢？
角動量任何旋轉的物體都會具有一個角動量，角動量的大小與物體的轉動慣量和轉動速度有關。
轉動慣量又與物體的質量分布和轉動半徑有關，對於磚塊來說，它的質量較大，並且在劈磚的過程中是圍繞磚頭的一邊旋轉，旋轉半徑較大，於是磚塊會具有較大的轉動慣量，因此在向下快速旋轉的過程中角動量也比較大。
磚頭在一邊抬起之後，手掌劈向磚頭的一側，磚頭將會繞著與桌面的接觸點快速向下旋轉，在旋轉到與桌面平行的水平時，會撞擊到桌面，桌面會給予旋轉的磚頭一個力矩的作用，前面講過，力矩作用於旋轉體時，會改變物體的旋轉狀態（相當於改變了物體的角動量），並且力矩越大，改變的速度越快（角動量變化速度越快），這個關係與牛頓第二定律非常相似。下面這個是關於力矩與角動量和作用時間的關係。
如果我們將兩邊進行積分，就會得到下面這個公式。
在劈磚的過程中，力矩的作用時間非常短，因此，從開始撞擊到撞擊完所用的時間Δt=t2-t1非常小，而撞擊前磚塊的旋轉速度為ω1，撞擊桌面之後我們可以看作磚塊的轉動停止，轉動速度ω2=0，因此從撞擊前到撞擊後，磚塊角速度的改變量Δω=ω2-ω1= -ω1，因此，這個磚塊的角動量改變量為-Jω1。
由於在撞擊過程中的力矩是實時變化的，因此對於磚塊的撞擊，我們一般計算這個過程的平均力矩。
這個撞擊的過程非常短暫，因此Δt=t2-t1的值非常小，角動量在這個非常短的時間內瞬間降為零，而角動量的改變量除以作用時間會等於力矩，作用時間小，通過計算可以得到桌面對磚塊作用的力矩會非常大，這個巨大的力矩會將磚塊瞬間「折」斷，並且由於磚塊本身是一種抗壓卻不抗折的材料，因此，利用這種方法劈開磚塊並不是非常難的事情。
通過上面的講解，你是否理解了徒手劈磚中的科學原理呢？在劈磚塊過程中，力量稍微小一點，也沒關係，可以將磚塊翹的稍微高一點，這樣手對磚塊的作用時間將會更長，給予磚塊更大的角動量。並且磚塊自身重力產生的力矩也會在一定程度上增大磚塊的角動量，於是磚塊撞擊桌面的過程中角動量的改變量將會更大，產生的力矩也會更大，劈開磚頭就會稍微輕鬆一點。當然，上面講的這種徒手劈開磚塊的方式只是一種技巧，如果你的實力夠強，直接劈開一口平鋪在桌面上的磚塊也不是不可能，只是這需要更加強大的力量。
以上就是關於徒手劈磚的科學原理，當我們用科學的眼光看待世界時，一定能夠讓你發現一片新的天地。