砂の中に城を作ったことがあるなら、安息角に精通しているかもしれません。 バケツからゆっくりと砂を注ぎます。 それは円錐形の山を形成します。 パイルに砂を注ぐと、パイルは大きくなりますが、基本的な形状は変わりません。 塩や砂糖などの粒状の材料で同じことをすると、円錐形の山ができますが、形が少し異なります。 円錐形のパイルの傾斜面と水平線の間の角度は、材料の種類によって異なります。 この角度は安息角と呼ばれます。
安息角に影響を与える要因
個々の材料は安息角に影響を与えます。これは、異なる物質間の異なる摩擦係数を反映しています。 粒子のサイズが要因です。 他の要因が等しい場合、細かい粒子の材料は浅いパイルを形成し、粗い粒子よりも安息角が小さくなります。 砂の城を建てたことのある人なら誰でも確認できるように、湿気は安息角に影響を与えます。 湿った砂は乾いた砂よりも安息角がはるかに高くなります。 また、安息角の測定方法も測定に影響を与える可能性があります。
ティルティングボックス方式
この方法は、個々の粒子サイズが10mm未満の細粒で非凝集性の材料に適しています。 材料は、粒状の試験材料を観察するために、透明な側面を備えたボックス内に配置されます。 最初は水平で、ボックスのベースと平行である必要があります。 ボックスは約0.3度/秒の速度でゆっくりと傾けられます。 材料が大量に滑り始めたら傾斜を停止し、傾斜角度を測定します。
固定ファネル方式
材料は漏斗を通して注がれ、円錐を形成します。 漏斗の先端は、成長するコーンの近くに保持し、落下する粒子の影響を最小限に抑えるために、パイルが成長するにつれてゆっくりと持ち上げる必要があります。 パイルが所定の高さに達したとき、またはベースが所定の幅に達したときに、材料の注入を停止します。 結果として得られる円錐の角度を直接測定するのではなく、高さを円錐の底面の幅の半分で割ります。 この比率の逆正接は安息角です。
回転シリンダー方式
材料は、少なくとも1つの透明な面を持つ円柱内に配置されます。 シリンダーは一定の速度で回転し、観察者は回転するシリンダー内を移動する材料を監視します。 その効果は、ゆっくりと回転する衣類乾燥機で衣類が互いに転がるのを見るのと似ています。 粒状材料は、回転シリンダー内を流れるときに特定の角度を取ります。 この方法は、動的安息角を取得するために推奨され、他の方法で測定された静的安息角とは異なる場合があります。 物質の安息角を説明するときは、常に使用する方法を指定してください。