science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe de rusthoek te berekenen

De rusthoek is de minimale hoek waaronder opgestapeld volumineus of los materiaal rechtop blijft staan ​​zonder van de helling af te vallen. Een manier om dit aan te tonen is om zand uit een zak op de grond te gieten. Er is een minimale hoek of maximale helling die het zand zal behouden vanwege de zwaartekracht en het effect van wrijving tussen de zanddeeltjes. De hoek wordt berekend tussen de top van de stapel en de horizontale grond. De rusthoek voor droog zand is berekend op 35 graden, terwijl cement een rusthoek van 20 graden heeft.

Giet het droge zand in een stapel op een vlak oppervlak zodat het een stapel kan maken van de top. Dit resulteert in een stapel met een relatief cirkelvormige basis, waardoor de meting eenvoudiger wordt.

Gebruik de liniaal en een meetlint om de hoogte (h) van de stapel zand van de top tot de grond te meten. Plaats de liniaal naast de stapel zodat deze gemakkelijk kan worden gelezen. Verleng het meetlint voorzichtig naar de bovenkant van de stapel zonder de stapel te storen en laat het andere uiteinde van het meetlint de liniaal snijden. Houd de meetlat horizontaal en bekijk het snijpunt van het meetlint met de liniaal. Schrijf de waarde op het papier. (Voorbeeld: h = 12 inches.)

Meet met behulp van het meetlint de horizontale afstand (d) vanaf het midden van de stapel tot aan de rand. Plaats het meetlint op de grond naast de stapel. Lijn het ene uiteinde uit met één kant van de stapel en verleng het meetlint naar het andere uiteinde van de stapel. Schrijf de waarde op het papier en deel door 2. Hierdoor krijgt u de afstand van het midden van de stapel tot de rand. (Voorbeeld: de totale afstand op het meetlint van het ene uiteinde van de stapel tot het andere = 30 inch, deel door 2 om 15 inch te krijgen, dus d = 15 inch)

De vergelijking voor het berekenen van de rusthoek is: tan-1 (2 uur /d). Gebruik uw wetenschappelijke calculator om de hoogte met 2 te vermenigvuldigen en deze waarde te delen door de afstand. Raak vervolgens de inverse tan-toets (of tan-1) en het zojuist berekende antwoord aan. Hiermee krijgt u de rusthoek, &.

Plaats de hoekmeter op het vlakke oppervlak naast de stapel zand. Gebruik de liniaal om een ​​rechte lijn te maken vanaf de top van de zandstapel langs de helling. Lees de hoek van de rustwaarde en noteer de waarde op het papier.

Vergelijk de berekende rusthoek van stap 4 en de gemeten rusthoek van stap 5. Als de waarden niet binnen 1 graad van elkaar liggen, herhaal Stap 5.

Waarschuwing

Zakken met droog zand kunnen zwaar zijn (30-50 lbs). Wees voorzichtig bij het hijsen en gieten van zand.