Ângulo de repouso

Definição

Em física, o ângulo de repouso é o ângulo que o plano de contato entre dois corpos faz com a horizontal quando a parte superior do corpo está exatamente no ponto de deslizamento: o ângulo cuja tangente é o coeficiente de atrito entre os dois corpos.

O ângulo de repouso é outra propriedade física importante usada para caracterizar a maior parte dos alimentos particulados, como sementes, grãos, farinhas, grãos e frutas.

O ângulo de repouso é o ângulo de inclinação máxima, medida em graus a partir da horizontal, em que uma pilha de qualquer material sólido solto (como terra) ficará ou permanecerá no lugar sem deslizar.

O ângulo de repouso é o ângulo de desvio (da vertical) no qual um material sólido não cairá mais no tubo, mas começará a se acumular na parede do tubo.

O ângulo de repouso é definido como a inclinação máxima de uma inclinação sem que materiais soltos deslizem para baixo.

O ângulo de repouso é o ângulo mais íngreme no qual uma superfície inclinada formada por um determinado material solto é estável.

Ângulo de repouso

O que é o ângulo de repouso?

Ângulo de repouso é um termo usado em ciência e engenharia e pode ter dois significados relacionados.

É geralmente usado para descrever o ângulo máximo, medido para cima a partir da horizontal, no qual uma pilha de um determinado material granular permanecerá estável sem que nenhum material deslize para baixo.

Também pode se referir a uma combinação de uma rampa ou outro declive e um objeto apoiado sobre ele. Nesse caso, é o ângulo máximo no qual a rampa ou declive suportará o objeto sem que ele deslize para baixo.

Em ambos os casos, o ângulo crítico de repouso, como é mais conhecido, será sempre maior que 0° e menor que 90°, e a maioria dos materiais terá um ângulo de 45° ou menos.

Qualquer material de natureza granular, mesmo quando as unidades individuais são muito grandes, como pedaços de concreto quebrado ou rochas do tamanho de pedras, naturalmente forma uma pilha em forma de cone quando depositado em uma superfície plana de uma altura.

O perfil natural deste cone se aproximará do ângulo de repouso daquele material ou mistura em particular.

Grânulos muito pequenos ou lisos que exercem pouca fricção uns sobre os outros tendem a formar pilhas com lados mais rasos.

Grânulos mais ásperos ou que aderem fortemente uns aos outros tendem a formar pilhas com lados mais íngremes e um ângulo mais alto.

O teor de umidade também afeta significativamente essa medição para a maioria dos materiais.

Geólogos, bem como engenheiros de mineração e civis, costumam usar essa medida para analisar encostas e aterros quanto ao perigo de colapso, além de ajudar a avaliar o perigo potencial de avalanche.

É útil para projetar máquinas de armazenamento e transporte para materiais granulares, pois pode dar a um engenheiro uma visão do tamanho e formato adequados de tais dispositivos.

Os engenheiros civis usam os dados ao projetar e gerenciar projetos de construção e gerenciamento de terras, como diques, barragens e leitos rodoviários elevados.

Geólogos e vulcanologistas usam para prever o possível comportamento de cones de cinzas e vulcões de areia, bem como para estudar processos relacionados ao intemperismo de rochas e deposição de sedimentos.

Engenheiros e cientistas usam vários métodos para calcular o ângulo de repouso de uma substância ou mistura granular.

Cálculos e fórmulas que empregam dados publicados anteriormente são um método, e existem vários experimentos simples para determinar o ângulo de qualquer substância com grãos pequenos o suficiente para serem facilmente manuseados.

Dependendo do método e da precisão das medições possíveis, os números tendem a ser aproximações em vez de valores exatos, mas isso não reduz ou elimina sua utilidade.

Ângulo de repouso ou ângulo crítico

O ângulo de repouso ou o ângulo crítico de repouso de um material granular é o ângulo de descida ou mergulho mais acentuado da encosta em relação ao plano horizontal quando o material na face da encosta está prestes a deslizar.

Este ângulo está na faixa de 0° – 90°.

Quando os materiais granulares a granel são despejados em uma superfície horizontal, uma pilha cônica se forma.

O ângulo interno entre a superfície da pilha e a superfície horizontal é conhecido como ângulo de repouso e está relacionado à densidade, área superficial e formas das partículas e coeficiente de atrito do material.

No entanto, um estudo de 2011 mostra que o ângulo de repouso também depende da gravidade.

O material com baixo ângulo de repouso forma pilhas mais planas do que o material com alto ângulo de repouso.

O termo tem um uso relacionado em mecânica, onde se refere ao ângulo máximo no qual um objeto pode repousar em um plano inclinado sem deslizar para baixo.

Este ângulo é igual ao arco tangente do coeficiente de atrito estático µs entre as superfícies.

Encostas escorregadias e o ângulo de repouso

Você já viu um vídeo de uma avalanche ou deslizamento de terra rolando por uma colina? Por que em um momento tudo parece bem e de repente a montanha começa a afundar?

Esse movimento tem a ver com a maneira como a neve ou o solo se acumulam na montanha.

Os materiais granulares, como neve ou solo, geralmente se acumulam relativamente bem.

Se o ângulo da inclinação ficar muito acentuado, no entanto, os materiais começarão a deslizar pela inclinação.

Este ângulo crítico de inclinação, também chamado de ângulo de repouso, é diferente para diferentes materiais.

Ângulo de repouso, Ângulo de queda, Ângulo de diferença, Ângulo da espátula

Ângulo de repouso: Sob o equilíbrio estático, o ângulo entre a inclinação de uma pilha de pó e o plano horizontal é o ângulo de repouso. É medido quando os pós caem na superfície por gravidade e formam um cone. Indica a fluidez dos pós. Quanto menor for o ângulo de repouso, melhor será a fluidez dos pós.

Ângulo de queda: Após medir o ângulo de repouso, aplique uma força externa à pilha de pó para colapsá-la. O ângulo entre a inclinação da pilha colapsada e o plano horizontal é definido como Ângulo de Queda.

Ângulo de diferença: significa a diferença entre o ângulo de repouso e o ângulo de queda. Quanto maior o ângulo de diferença, melhor fluidez dos pós.

Ângulo da espátula: mergulhe um plano na pilha de pó; puxe o avião verticalmente, um ângulo é formado entre a inclinação dos pós no avião e o avião. Aplique uma força externa para obter outro ângulo. A média desses dois ângulos é o Ângulo da Espátula. Quanto menor for o ângulo da espátula, melhor será a fluidez dos pós. O ângulo da espátula é geralmente maior do que o ângulo de repouso.

Fonte: www.bettersizeinstruments.com/shipinspection.eu/www.sciencedirect.com/www.merriam-webster.com/www.scientificamerican.com/granutools.com/petrowiki.org