Métodos para determinar o ângulo de repouso

Escrito por andrew breslin | Traduzido por laura pinheiro
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Métodos para determinar o ângulo de repouso
A areia molhada tem um maior ângulo de repouso do que a seca, por isso seus castelos ficam melhores (David De Lossy/Photodisc/Getty Images)

Se você já fez castelos de areia, você pode estar familiarizado com o ângulo de repouso. Tire a areia do balde lentamente. Irá formar uma pilha em forma de cone. Quanto mais você coloca areia na pilha, ela vai ficando maior, mas a forma básica vai ser mantida. Se você fizesse a mesma coisa com açúcar, sal ou outro material granular, seria formada uma pilha cônica, mas a forma seria ligeiramente diferente. O ângulo entre o lado inclinado da pilha e a horizontal pode variar de um tipo de material a outro. Isso é chamado de ângulo de repouso.

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Fatores que afetam o ângulo de repouso

O material individual irá afetar o ângulo de repouso, é um reflexo dos diferentes coeficientes de atrito entre diferentes substâncias. O tamanho das partículas é um fator. Em igualdade de circunstâncias, um material de grão fino vai formar uma pilha baixa com menor ângulo de repouso do que grãos mais grossos. A umidade afeta o ângulo. A areia úmida tem um ângulo muito maior do que a areia seca. E o método pelo qual o ângulo de repouso é medido também pode afetar a medida.

Método de inclinação de caixa

Esse método é apropriado para materiais de grãos finos e não-aderentes, com tamanho de partícula individual inferior a 10 mm. O material é colocado dentro de uma caixa com um lado transparente para possibilitar a visualização do teste do material granular. Deve estar inicialmente nivelado e paralelo à base da caixa. A caixa deve ser lentamente inclinada a uma taxa de cerca de 0,3 graus / segundo. A inclinação é parada quando o material começar a deslizar, então o ângulo de inclinação é medido.

Método do funil fixo

O material é jogado através de um funil de modo a formar um cone. A ponta do funil deve ser mantida perto da do cone e lentamente levantada ao aumentar da pilha, para minimizar o impacto de partículas que caem. Pare de colocar o material quando a pilha atingir uma altura ou largura pré-determinada. Em vez de tentar medir o ângulo do cone diretamente, divida a altura na metade da largura da base do cone. A tangente inversa desta razão é o ângulo de repouso.

Método do cilindro giratório

O material é colocado dentro de um cilindro com, pelo menos, uma face transparente. O cilindro é rodado a uma velocidade fixa e o observador vê o material em movimento no seu interior. O efeito é semelhante a ver a roupa cair uma sobre a outra em um secador de roupas em rotação lenta. O material granular irá assumir um determinado ângulo à medida que flui no interior do cilindro rotativo. Esse método é recomendado para obter o ângulo dinâmico de repouso, o qual pode variar do ângulo estático de repouso medido pelos outros métodos. Ao descrever o ângulo de uma substância, sempre especifique o método utilizado.

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