Što je kut mirovanja?

Kut mirovanja je pojam koji se koristi u znanosti i inženjerstvu i može imati dva povezana značenja. Općenito se koristi za opisivanje maksimalnog kuta, mjerenog prema gore od horizontale, pri kojem će hrpa određenog granuliranog materijala ostati stabilna bez da bilo koji materijal klizi prema dolje. Također se može odnositi na kombinaciju rampe ili drugog nagiba i objekta koji leži na njemu. U ovom slučaju, to je maksimalni kut pod kojim će rampa ili kosina poduprijeti objekt bez da klizi prema dolje. U oba slučaja, kritični kut mirovanja, kako je točnije poznato, uvijek će biti veći od 0° i manji od 90°, a većina materijala će imati jedan od 45° ili manje.

Svaki materijal zrnaste prirode, čak i kada su pojedinačne jedinice vrlo velike, poput komada razbijenog betona ili stijena veličine gromada, prirodno tvori hrpu u obliku stošca kada se taloži na ravnu površinu s visine. Prirodni profil ovog stošca približno će odgovarati kutu mirovanja za taj određeni materijal ili smjesu. Vrlo male ili glatke granule koje imaju malo trenja jedna o drugoj će imati tendenciju da formiraju hrpe s plićim stranama. Grublje granule ili one koje se međusobno snažno prianjaju teže stvaranju hrpica sa strmijim stranama i većim kutom. Sadržaj vlage također značajno utječe na ovo mjerenje za većinu materijala.

Geolozi, kao i rudarski i građevinski inženjeri, često koriste ovo mjerenje za analizu padina i nasipa na opasnost od urušavanja, kao i za pomoć pri procjeni potencijalne opasnosti od lavine. Koristan je u projektiranju skladišnih i transportnih strojeva za granulirane materijale jer može dati inženjeru uvid u odgovarajuću veličinu i oblik takvih uređaja. Građevinski inženjeri koriste podatke pri projektiranju i upravljanju građevinskim projektima i projektima upravljanja zemljištem, kao što su nasipi, brane i podignuta korita cesta. Geolozi i vulkanolozi ga koriste za predviđanje mogućeg ponašanja češera i pješčanih vulkana, kao i za proučavanje procesa koji se odnose na trošenje stijena i taloženje sedimenata.

Inženjeri i znanstvenici koriste brojne metode za izračunavanje kuta mirovanja zrnate tvari ili smjese. Izračuni i formule koje koriste prethodno objavljene podatke jedna su metoda, a postoji nekoliko jednostavnih eksperimenata za određivanje kuta za bilo koju tvar s dovoljno malim zrncima da se njome lako rukuje. Ovisno o metodi i točnosti mogućih mjerenja, brojke su obično bliske aproksimacije, a ne točne vrijednosti, ali to ne umanjuje niti eliminira njihovu korisnost.