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.

[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.

[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»