طريقة تحديد زاوية الاستراحة وكيفية حسابها

الكاتب: المدير -
طريقة تحديد زاوية الاستراحة وكيفية حسابها
"محتويات
العوامل المؤثرة في زاوية الراحة
طريقة صندوق الإمالة
طريقة قمع ثابتة
طريقة الأسطوانة الدوارة
كيفية حساب زاوية الراحة

إذا كنت قد صنعت قلاعًا في الرمال ، فقد تكون على دراية بزاوية الاستراحة ، فقط ستقوم بصب الرمل ببطء من دلو ، وستشكل كومة على شكل مخروط ، عندما تصب المزيد من الرمل على الكومة ، وستصبح الكومة أكبر ، لكنها ستحافظ على نفس الشكل الأساسي.

وإذا فعلت الشيء نفسه بالملح ، أو السكر ، أو بعض المواد الحبيبية الأخرى ، فستكون أيضًا كومة مخروطية ، لكن الشكل سيكون مختلفًا قليلًا ، وستختلف الزاوية بين الجانب المنحدر للكومة المخروطية الشكل ، والأفقية من نوع من المواد إلى آخر ، وتسمى هذه الزاوية ، زاوية الاستراحة.[1]

العوامل المؤثرة في زاوية الراحة

ستؤثر المادة الفردية على زاوية الراحة ، وهو انعكاس لمعاملات الاحتكاك المختلفة بين المواد المختلفة ، وحجم الجسيمات عامل ، وعوامل أخرى متساوية ، ستشكل المواد الحبيبية الدقيقة كومة ضحلة ، مع زاوية راحة أصغر من الحبوب الخشنة.

وتؤثر الرطوبة على زاوية الراحة ، حيث يمكن لأي شخص قام ببناء قلعة رملية أن يؤكدها ، والرمل الرطب لديه زاوية راحة ، أعلى بكثير من الرمل الجاف ، والطريقة التي يتم من خلالها ، قياس زاوية الراحة ، ويمكن أن تؤثر أيضًا على القياس.[2]

طريقة صندوق الإمالة

هذه الطريقة مناسبة للمواد غير الحبيبية الدقيقة ، والغير متماسكة ، حيث يكون حجم الجسيمات الفردية ، أقل من 10 مم ، ويتم وضع المادة داخل صندوق مع جانب شفاف ، لمراقبة مادة الاختبار الحبيبية ، ويجب أن يكون في البداية مستويًا ، ومتوازيًا مع قاعدة الصندوق ، كما يميل الصندوق ببطء ، بمعدل 3 درجات / ثانية تقريبًا ، ويتم إيقاف الإمالة عندما تبدأ المادة في الانزلاق بكميات كبيرة ، ويتم قياس زاوية الميل.

طريقة قمع ثابتة

يتم سكب المادة من خلال قمع لتشكيل مخروط ، ويجب تثبيت رأس القمع بالقرب من المخروط المتنامي ، ورفعه ببطء مع نمو الوبر ، لتقليل تأثير سقوط الجسيمات ، وتوقف عن سكب المادة عندما يصل الكومة ، إلى ارتفاع محدد مسبقًا ، أو القاعدة إلى عرض محدد مسبقًا ، وبدلاً من محاولة قياس زاوية المخروط الناتج مباشرةً ، قسِّم الارتفاع بمقدار نصف عرض قاعدة المخروط ، والمماس العكسي لهذه النسبة ، هو زاوية الاستراحة.

طريقة الأسطوانة الدوارة

يتم وضع المادة داخل أسطوانة ، ذات وجه واحد شفاف على الأقل ، كما يتم تدوير الأسطوانة بسرعة ثابتة ، ويراقب المراقب المواد التي تتحرك داخل الأسطوانة الدوارة ، ويشبه التأثير مشاهدة الملابس وهي تتدحرج على بعضها البعض في مجفف ملابس ويدور ببطء.

وستفترض المادة الحبيبية زاوية معينة أثناء تدفقها داخل الأسطوانة الدوارة ، ويوصى بهذه الطريقة للحصول على الزاوية الديناميكية للراحة ، وقد تختلف عن الزاوية الثابتة للراحة المقيسة بطرق أخرى ، عند وصف زاوية الراحة للمادة ، حدد دائمًا الطريقة المستخدمة.[3]

كيفية حساب زاوية الراحة

كما ذكرنا سابقًا زاوية الاستراحة هي الحد الأدنى للزاوية التي تقف عندها ، أي مادة متراصة ضخمة ، أو فضفاضة دون السقوط إلى أسفل ، وإحدى الطرق لإثبات ذلك هي صب الرمل من كيس على الأرض ، وهناك زاوية دنيا ، أو منحدر أقصى يحتفظ به الرمل بسبب قوى الجاذبية ، وتأثير الاحتكاك بين جزيئات الرمل.

ويتم حساب الزاوية بين ذروة الوبر ، والأرض الأفقية ، ويتم احتساب زاوية الراحة للرمل الجاف ، لتكون 35 درجة ، في حين أن زاوية الإسمنت 20 درجة ، وصب الرمل الجاف في كومة على سطح مستوٍ ، مما يسمح لها ببناء كومة من الأعلى ، وسيؤدي هذا إلى كومة ذات قاعدة دائرية نسبيًا ، مما يجعل القياس أسهل.

وباستخدام المسطرة وشريط القياس ، قم بقياس ارتفاع (ح) كومة الرمل من القمة إلى الأرض ، وضع المسطرة بجوار الكومة بحيث يمكن قراءتها بسهولة ، وتمديد شريط القياس بعناية إلى الجزء العلوي ، من كومة دون إزعاج كومة ، والسماح للطرف الآخر من شريط قياس تتقاطع المسطرة ، وذلك مع الحفاظ على مستوى شريط القياس ، ولاحظ تقاطع شريط القياس مع المسطرة ، اكتب القيمة على الورقة (مثال: ح = 12 بوصة).

وباستخدام شريط القياس ، قم بقياس المسافة الأفقية (د) ، من منتصف الكومة إلى الحافة ، وضع شريط القياس على الأرض بجانب الكومة ، واصطف أحد طرفيه مع جانب من الكومة ، وقم بتمديد شريط القياس إلى الطرف الآخر من الكومة.

واكتب القيمة على الورقة وقسمها على 2 ، وسيعطيك ذلك المسافة من مركز الكومة إلى الحافة ، مثال : المسافة الكلية على شريط القياس من أحد أطراف الكومة إلى الطرف الآخر = 30 بوصة ، ثم اقسم على 2 للحصول على 15 بوصة ، وهكذا ، d = 15 بوصة.

معادلة حساب زاوية الاستراحة هي: (2h / d) 1tan- ، باستخدام الآلة الحاسبة العلمية ، اضرب الارتفاع في 2 ، وقسم هذه القيمة على المسافة ، ثم واضغط على مفتاح tan المعكوس (أو tan-1) ، والجواب المحسوب للتو. سيمنحك هذا زاوية الاستراحة ، وألفا ، ثم ضع المنقلة على سطح مستوٍ بجوار كومة الرمل ، وباستخدام المسطرة ، قم بإنشاء خط مستقيم من ذروة كومة الرمال أسفل المنحدر ، ثم اقرأ زاوية القيمة واكتب القيمة على الورقة ، بعد ذلك قم بمقارنة زاوية الاستراحة المحسوبة ، من الخطوة 4 ، وزاوية الاستراحة المقاسة من الخطوة 5 ، وإذا كانت القيم ليست ضمن درجة واحدة من بعضها البعض ، كرر مرة أخرى الخطوة 5.

المراجع"
شارك المقالة:
6 مشاهدة
هل أعجبك المقال
0
0

مواضيع ذات محتوي مطابق

التصنيفات تصفح المواضيع دليل شركات العالم
youtubbe twitter linkden facebook