Se hai mai fatto castelli nella sabbia, potresti avere familiarità con l'angolo di riposo. Versa lentamente la sabbia da un secchio. Formerà un mucchio a forma di cono. Man mano che versi più sabbia sul mucchio, il mucchio diventerà più grande, ma manterrà la stessa forma di base. Se facessi la stessa cosa con sale, zucchero o qualche altro materiale granulare, formerebbe anche un mucchio conico, ma la forma sarebbe leggermente diversa. L'angolo tra il lato inclinato del palo a forma di cono e l'orizzontale varierà da un tipo di materiale all'altro. Questo angolo è chiamato angolo di riposo.
Fattori che influenzano l'angolo di riposo
Il singolo materiale influenzerà l'angolo di riposo, un riflesso dei diversi coefficienti di attrito tra le diverse sostanze. La dimensione delle particelle è un fattore. A parità di altri fattori, il materiale a grana fine formerà un mucchio meno profondo, con un angolo di riposo più piccolo rispetto ai grani più grossolani. L'umidità influisce sull'angolo di riposo, come può confermare chiunque abbia mai costruito un castello di sabbia. La sabbia umida ha un angolo di riposo molto più alto della sabbia asciutta. E anche il metodo con cui viene misurato l'angolo di riposo può influenzare la misurazione.
Metodo della casella inclinabile
Questo metodo è appropriato per materiali a grana fine, non coesivi, con granulometria individuale inferiore a 10 mm. Il materiale viene posto all'interno di una scatola con un lato trasparente per osservare il materiale di prova granulare. Inizialmente dovrebbe essere livellato e parallelo alla base della scatola. La scatola viene inclinata lentamente a una velocità di circa 0,3 gradi/secondo. L'inclinazione viene interrotta quando il materiale inizia a scivolare alla rinfusa e viene misurato l'angolo di inclinazione.
Metodo a imbuto fisso
Il materiale viene versato attraverso un imbuto per formare un cono. La punta dell'imbuto dovrebbe essere tenuta vicino al cono in crescita e sollevata lentamente man mano che la pila cresce, per ridurre al minimo l'impatto delle particelle che cadono. Smetti di versare il materiale quando la pila raggiunge un'altezza predeterminata o la base una larghezza predeterminata. Piuttosto che tentare di misurare direttamente l'angolo del cono risultante, dividere l'altezza per metà della larghezza della base del cono. La tangente inversa di questo rapporto è l'angolo di riposo.
Metodo del cilindro rotante
Il materiale è posto all'interno di un cilindro con almeno una faccia trasparente. Il cilindro viene ruotato a una velocità fissa e l'osservatore osserva il materiale che si muove all'interno del cilindro rotante. L'effetto è simile a guardare i vestiti che cadono l'uno sull'altro in un'asciugatrice a rotazione lenta. Il materiale granulare assumerà un certo angolo mentre scorre all'interno del cilindro rotante. Questo metodo è consigliato per ottenere l'angolo di riposo dinamico e può variare dall'angolo di riposo statico misurato con altri metodi. Quando si descrive l'angolo di riposo di una sostanza, specificare sempre il metodo utilizzato.