¿Qué fuerzas están involucradas en una cantidad de arena en su contenedor que se sacude y se asienta en un volumen más pequeño?

Pensar en las fuerzas no te lleva demasiado lejos aquí. Puede llevarlo a leer sobre la fluidización, pero esa no es la imagen completa aquí. El comportamiento de solución es lo que nos interesa, y la fluidización se trata de la parte de no solución.

Así es como me lo imagino:

Digamos que tienes un recipiente con arena. Los granos de arena tienen una energía potencial promedio debido a la gravedad. Cuando los sacudes, les estás impartiendo algo de energía para permitir que se muevan. Después de cada sacudida, se detendrán en un estado de energía potencial aleatorio entre el nivel que les impartió (máximo) y el estado cerrado (mínimo).

Sin embargo, la probabilidad de terminar en un estado dado, aunque aleatoria, está sesgada hacia valores más bajos de energía potencial (gracias al principio de energía potencial total mínima), que corresponden a que el sistema está más cerca del suelo (más cerca). Por lo tanto, si repite este temblor una y otra vez, terminará en el estado de energía potencial más probable, que se encuentra en el extremo inferior (pero probablemente no en el estado cerrado; hay muy pocas formas de terminar en un sistema empaquetado cerrado, mientras que hay muchas maneras de terminar en un sistema empaquetado casi cerrado).

También podríamos esperar que cuanto más se agite la arena (más energía se imparta), menos efectiva será la solución, ya que está agregando más estados de mayor energía en los que las partículas de arena podrían terminar. Estos estados de energía son sin embargo, es muy poco probable (y los que tienen partículas suspendidas en el aire son esencialmente imposibles), por lo que este efecto es probablemente pequeño.

Mi explicación es similar a la explicación del centro de masa para el efecto castaña.

More Interesting

Cómo hacer un circuito que se enciende después de cierto tiempo

Si una nave espacial en la que estuvieras comenzó a girar debido a una fuerza externa (digamos escombros), ¿girarías con ella o giraría a tu alrededor?

Considere una línea recta horizontal x en la que n electrones están distribuidos uniformemente. ¿Cuál es el campo eléctrico en P (x / 2, y)?

¿Los imanes se debilitan con el tiempo / desgaste?

Cuando vemos un mosquito volando en nuestro automóvil, ¿está realmente volando a la velocidad de nuestro automóvil?

¿Cómo afecta el óxido a un arma?

¿Cuáles son ejemplos comunes de física en la vida cotidiana?

¿Cuáles son las diferencias entre las tres imágenes de la mecánica cuántica?

Si un gas ideal funciona en su entorno en una expansión isotérmica, ¿podemos suponer que con respecto al gas, el volumen aumenta? ¿Por qué?

¿Cómo se ralentiza la luz en un medio? ¿Qué sucede realmente a escala atómica que hace que la luz disminuya su velocidad y se doble?

¿Podrías saltar de un avión que cae en los últimos cientos de pies y golpear el suelo para sobrevivir?

¿Cómo flotan los grandes barcos en el agua?

¿Por qué las compañías eléctricas promueven la conservación de energía cuando realmente puede costarles dinero?

Un niño lanza bolas al aire. Lanza uno cada vez que uno anterior está en su punto más alto. ¿Qué tan alto van las bolas si lanza n bolas en un segundo?

¿Qué motor funciona a alta temperatura, alrededor de 800 grados Celsius?