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O ângulo de repouso é o ângulo mínimo em que qualquer material volumoso ou solto empilhado permanecerá sem cair ladeira abaixo. Uma maneira de demonstrar isso seria derramar areia de um saco no chão. Existe um ângulo mínimo ou inclinação máxima que a areia manterá devido às forças da gravidade e ao efeito do atrito entre as partículas de areia. O ângulo é calculado entre o pico da pilha e o terreno horizontal. O ângulo de repouso da areia seca foi calculado em 35 graus, enquanto o cimento tem um ângulo de repouso de 20 graus.
Despeje a areia seca em uma pilha em uma superfície nivelada, permitindo que ela construa uma pilha a partir do topo. Isso resultará em uma pilha com uma base relativamente circular, facilitando a medição.
Usando a régua e uma fita métrica, meça a altura (h) da pilha de areia do pico ao chão. Coloque a régua ao lado da pilha para que possa ser lida facilmente. Estenda a fita métrica com cuidado até o topo da pilha sem perturbá-la e permita que a outra extremidade cruze a régua. Enquanto mantém a fita métrica nivelada, observe a interseção da fita métrica com a régua. Escreva o valor no papel. (Exemplo: h = 12 polegadas.)
Usando a fita métrica, meça a distância horizontal (d) do meio da pilha até a borda. Coloque a fita métrica no chão ao lado da pilha. Alinhe uma extremidade com um lado da pilha e estenda a fita métrica para a outra extremidade da pilha. Escreva o valor no papel e divida por 2. Isso fornecerá a distância do centro da pilha até a borda. (Exemplo: distância total na fita métrica de uma extremidade da pilha à outra = 30 polegadas. Divida por 2 para obter 15 polegadas. Assim, d = 15 polegadas)
A equação para calcular o ângulo de repouso é: tan-1 (2h / d). Usando sua calculadora científica, multiplique a altura por 2 e divida esse valor pela distância. Em seguida, pressione a tecla tan inversa (ou tan-1) e a resposta acabou de ser calculada. Isso fornecerá o ângulo de repouso, α.
Coloque o transferidor na superfície nivelada ao lado da pilha de areia. Usando a régua, crie uma linha reta a partir do pico da pilha de areia na encosta. Leia o valor do ângulo de repouso e escreva o valor no papel.
Compare o ângulo de repouso calculado na Etapa 4 e o ângulo de repouso medido na Etapa 5. Se os valores não estiverem a 1 grau um do outro, repita a Etapa 5.