Pokud jste někdy vyráběli hrady v písku, možná jste obeznámeni s úhlem odpočinku. Pomalu sypte písek z kbelíku. Vytvoří hromádku ve tvaru kužele. Když na hromádku nasypete více písku, hromada se zvětší, ale zachová si stejný základní tvar. Pokud byste udělali totéž se solí, cukrem nebo jiným granulovaným materiálem, vytvořilo by to také kuželovitou hromádku, ale tvar by se mírně lišil. Úhel mezi šikmou stranou hromádky ve tvaru kužele a vodorovnou rovinou se bude u jednotlivých typů materiálů lišit. Tento úhel se nazývá úhel odpočinku.
Faktory ovlivňující úhel odpočinku
Jednotlivý materiál ovlivní úhel uložení, což je odrazem různých koeficientů tření mezi různými látkami. Velikost částic je faktorem. Další faktory, které jsou stejné, jemnozrnný materiál vytvoří mělčí hromádku s menším úhlem uložení než hrubší zrna. Vlhkost ovlivňuje úhel odpočinku, což může potvrdit každý, kdo kdy postavil hrad z písku. Vlhký písek má mnohem větší úhel uložení než suchý písek. A metoda, kterou se měří úhel odpočinku, může také ovlivnit měření.
Metoda sklopného boxu
Tato metoda je vhodná pro jemnozrnné, nesoudržné materiály s velikostí jednotlivých částic menší než 10 mm. Materiál je umístěn do krabice s průhlednou stranou, aby bylo možné pozorovat granulovaný testovaný materiál. Zpočátku by měl být rovný a rovnoběžný se základnou krabice. Krabice se pomalu naklání rychlostí přibližně 0,3 stupně za sekundu. Naklonění se zastaví, když materiál začne klouzat hromadně, a změří se úhel náklonu.
Pevná metoda trychtýře
Materiál se nalije nálevkou a vytvoří kužel. Hrot nálevky by měl být držen v blízkosti rostoucího kužele a pomalu zvednut, jak hromada roste, aby se minimalizoval dopad padajících částic. Přestaňte sypat materiál, když hromada dosáhne předem určené výšky nebo základna předem určené šířky. Místo pokusu o přímé měření úhlu výsledného kužele rozdělte výšku o polovinu šířky základny kužele. Inverzní tangens tohoto poměru je úhel odpočinku.
Metoda otáčivých válců
Materiál je umístěn ve válci s alespoň jednou průhlednou stranou. Válec se otáčí pevnou rychlostí a pozorovatel sleduje materiál pohybující se uvnitř rotujícího válce. Efekt je podobný tomu, jak se díváte, jak se prádlo převaluje přes sebe v pomalu se otáčející sušičce. Granulární materiál zaujme určitý úhel, když proudí uvnitř rotujícího válce. Tato metoda se doporučuje pro získání dynamického úhlu odpočinku a může se lišit od statického úhlu odpočinku měřeného jinými metodami. Při popisu úhlu sklonu látky vždy upřesněte použitou metodu.