Ящик с песком

[aduvan.livejournal.com]

Добрый вечер.

Подскажите пожалуйста, по какому принципу фракции побольше/ камешки вытесняются из песка если потрусить с ним(песком) коробку?

Спасибо.

П.С.

С Гуглом договориться не получидось.

Comments

[sam-buddy.livejournal.com]

Мелкие фракции плотнее, там между отдельными элементами воздуха меньше имхо.

[syberman.livejournal.com]

фракции поменьше просачиваются в промежутки, оставляемые крупными камешками

[7river.livejournal.com]

Песок как квазижидкость - менее плотные фракции всплывают.

[deadmadcat.livejournal.com]

Песок просыпается в пустоты между камешками, стремится занять насколько возможно низкую позицию, а камешки никуда просыпаться не могут - слишком большие.

[pequeno-raposa.livejournal.com]

При наличии вибрации закон Архимеда действует и для сыпучих тел, более легкие всплывают.

[aterentiev.livejournal.com]

Если не принимать во внимание конвекцию и краевые эффекты типа "конденсации", в общем случае при равенстве плотностей камней и песчинок и крупном ящике система стремится занять положение с более низким центром масс, то есть крупные камни "всплывут" на поверхность, самая мелкая пыль (если не прилипнет из-за статики) окажется на дне, остальные распределятся по обьему пропорционально размеру.

При добавлении разницы плотностей начнет дополнительно работать "закон Архимеда" в квазижидкости из камней и песка.

При добавлении влияния стенок емкостей, размеры которых одного порядка с размерами камней, появляются более сложные эффекты, зависящие от формы сосуда. Например, в коническом сосуде может оказаться диаметрально противоположное распределение слоев. Тут ученые еще бьются. Последние результаты дошли уже чуть ли не до гидродинамики в приложении к сыпучим телам (например, понятие "температура" и "конденсация"). Слишком сложно.

Ищите "эффект бразильского ореха". Там неплохо описано.

[killerspirit.livejournal.com]

камешки типа более легкие?

[killerspirit.livejournal.com]

Это правда? Пока одни изучают реликтовое излучение, другие еще не разобрались почему в конусе камни на дно падают?)

[nepilsonis-eu.livejournal.com]

Не совсем в тему, но в колхозе приходилось убирать камни с полей. В Валмиерском районе Латвийской ССР.
Т.е. камни с поля убирались. Ехал трактор, а мы кидали в его прицеп камни с поля. Эти камни на следующий год опять прибывали. Откудова?

Вероятно, в земле происходили аналогичные процессы.

[nepilsonis-eu.livejournal.com]

Предположу тупо такое - падать вниз камню мешают песчинки, поднимающиеся вверх при трясении. Камень большой, а пустоты маленькие.
Мелкие же песчинки проникают в пустоты невозбранно.

[igorantarov.livejournal.com]

Может быть именно это будет ключем манипулированию камнями и прочей антигравитации. И ученые с камнями наконец поработят мир. -- МУАХАХАХА ))

[aterentiev.livejournal.com]

видимо, в попытке написать "уравнение всего", столкнулись с ситуацией, когда простой на первый взгляд эффект имеет разнообразные проявления

ну и в реликтовое излучение, все-таки, вкачивается побольше денег, чем в "распределение орехов и изюма в упаковке произвольной формы"...

[biglebowsky.livejournal.com]

Обычно, при вибрации более крупные частицы будут двигаться к "свободной поверхности", в обсуждаемой задачке - вверх.
Этот эффект наблюдается, даже если плотность крупных частиц существенно превосходит плотность смеси.

Связано с тем, что сопротивление движению в разных направлениях различно. Вверх (точнее, в направлении свободной / нежесткой поверхности) крупная частица может сдвинуться всегда (как-то "растолкав" мелкие частицы), а вниз так хорошо не получится - структура из мелких частиц может "заклиниться" наглухо об стенку.

Удивительно, что и в жидкости наблюдается похожий эффект, но там - более сложный механизм.

Ссылки по теме
http://cyberleninka.ru/article/n/vibratsionnoe-vzveshivanie-tverdyh-tel-v-zhidkosti-i-sypuchey-srede
http://incot.ru/www/docs/exh_acc/09_rac_prirod/2/13_40.pdf

Впрочем, если повозиться с направлением вибрации и формой дна / стенок сосуда, то можно получить и противоположный знак эффекта http://kniganews.org/map/e/01-00/hex4b/ «эффект бразильского ореха» vs «обратный эффект бразильского ореха»

[biglebowsky.livejournal.com]

Абсолютно правильно, см. мой комментарий ниже.

[biglebowsky.livejournal.com]

Не знаю, насколько достоверно. Вроде бы, ставили эксперимент. Брали смесь фракций разного размера. Начинали периодически нагревать / охлаждать, чтобы чуть-чуть поменялись линейные размеры "камушков". Нагрев, естесвенно, неравномерный. Якобы, крупные камни начинали ползти к границе раздела, т.е., наверх.
В случае колхоза в Латвии следует учитывать дополнительный эффект - сезонное промерзание почвы. При промерзании возникает довольно серьезное "вспучивание" влагонасыщенного грунта.

[igorantarov.livejournal.com]

Может быть именно это будет ключем манипулированию камнями и прочей антигравитации. И ученые с камнями наконец поработят мир. -- МУАХАХАХА ))

[lazylonelion.livejournal.com]

наконец-то логичное объяснение, а не "плотность".

[lazylonelion.livejournal.com]

воздуха меньше между песчинками чем между молекулами в камне???

[lazylonelion.livejournal.com]

и кто вам сказал, что сплошной булыжник менее плотный чем пропитанный воздухом песок того же объёма?

[sam-buddy.livejournal.com]

Между мелкими песчинками меньше, чем между крупными камешками, отсюда у мелких фракций выше плотность и они, уплотняясь, скапливаются снизу.

[lazylonelion.livejournal.com]

Если бы дело было в этом, то снизу были бы как раз крупные камешки, как более плотные, и только между ними были бы песчинки, потому что они не могут занять тот же объём без воздуха.

[m-maeglion.livejournal.com]

они не более плотные
плотность вещества у песка и у камня не сильно отличается, зато, условно говоря, в стакан с камушками входит гораздо больше воздуха.

[lazylonelion.livejournal.com]

Камень таки более плотный чем песок. Причём он даже более плотный с учётом воздуха между камушками. Скажем плотность гранита почти в два раза выше плотности песка (2.8т против 1.5т на кубометр), и вряд ли вы предполагаете что объём воздуха между камнями такой же как объём самих камней, чтобы плотность с воздухом уменьшилась вдвое.

Но дело даже не в этом. Просто представьте себе песок без камней. И в этот песок попадает одинокий булыжник, который может остаться наверху, а может вытеснить более лёгкий объём песка внизу своим более тяжёлым весом. Если бы дело было только в плотности, то камень бы "нырял" в песок как топор в воду. Прямо на дно. Ну и да, между камнями был бы песок.

Но дело не в плотности, и потому крупный камень "всплывает" на поверхность.