Als je ooit kastelen in het zand hebt gemaakt, ben je misschien bekend met de rusthoek. Giet langzaam zand uit een emmer. Het zal een kegelvormige stapel vormen. Naarmate u meer zand op de stapel giet, wordt de stapel groter, maar behoudt deze dezelfde basisvorm. Als je hetzelfde zou doen met zout, suiker of een ander korrelig materiaal, zou het ook een kegelvormige stapel vormen, maar de vorm zou iets anders zijn. De hoek tussen de schuine zijde van de kegelvormige paal en de horizontaal zal per materiaalsoort verschillen. Deze hoek wordt de rusthoek genoemd.
Factoren die de rusthoek beïnvloeden
Het individuele materiaal zal de rusthoek beïnvloeden, een weerspiegeling van de verschillende wrijvingscoëfficiënten tussen verschillende stoffen. De grootte van de deeltjes is een factor. Als andere factoren gelijk zijn, zal fijnkorrelig materiaal een ondiepere stapel vormen, met een kleinere rusthoek dan grovere korrels. Vocht beïnvloedt de rusthoek, zoals iedereen die ooit een zandkasteel heeft gebouwd kan bevestigen. Vochtig zand heeft een veel grotere rusthoek dan droog zand. En de methode waarmee de rusthoek wordt gemeten, kan ook van invloed zijn op de meting.
Kantelbare doosmethode
Deze methode is geschikt voor fijnkorrelige, niet-samenhangende materialen met een individuele deeltjesgrootte van minder dan 10 mm. Het materiaal wordt in een doos met een transparante zijde geplaatst om het korrelige testmateriaal te observeren. Het moet aanvankelijk waterpas zijn en evenwijdig aan de basis van de doos. De doos wordt langzaam gekanteld met een snelheid van ongeveer 0,3 graden/seconde. Het kantelen wordt gestopt wanneer het materiaal in bulk begint te schuiven en de hellingshoek wordt gemeten.
Vaste trechtermethode
Het materiaal wordt door een trechter gegoten om een kegel te vormen. De punt van de trechter moet dicht bij de groeiende kegel worden gehouden en langzaam omhoog worden gebracht als de stapel groeit, om de impact van vallende deeltjes te minimaliseren. Stop met het gieten van het materiaal wanneer de stapel een vooraf bepaalde hoogte of de basis een vooraf bepaalde breedte bereikt. In plaats van te proberen de hoek van de resulterende kegel rechtstreeks te meten, deelt u de hoogte door de helft van de breedte van de basis van de kegel. De inverse tangens van deze verhouding is de rusthoek.
Draaicilindermethode:
Het materiaal wordt in een cilinder geplaatst met ten minste één transparant vlak. De cilinder wordt met een vaste snelheid geroteerd en de waarnemer kijkt naar het materiaal dat in de roterende cilinder beweegt. Het effect is vergelijkbaar met het kijken naar kleding die over elkaar tuimelt in een langzaam draaiende wasdroger. Het korrelige materiaal zal een bepaalde hoek aannemen terwijl het in de roterende cilinder stroomt. Deze methode wordt aanbevolen voor het verkrijgen van de dynamische rusthoek en kan afwijken van de statische rusthoek gemeten met andere methoden. Geef bij het beschrijven van de rusthoek van een stof altijd de gebruikte methode aan.