على سطح أفقي صُب الرمال ببطء في تيار كي تصنع كومة من الرمل. بطبيعة الحال، ستُصبح كومة الرمل أطول وأكثر اتساعا. لماذا لا يمكن أن يتجاوز جانب الكومة زاوية معينة؟
قلب ببطء حبيبات مسحوق «تانج» (حبوب البرتقال المستخدمة لإعداد شراب الفطور بنكهة البرتقال) وحبيبات مسحوق نِستي» الحُبيبات السوداء المستخدمة لعمل شاي فوري) ثم صب الخليط ببطء في تيَّارِ ضَيِّق. ستكون الحبيبات كومة مثل الرمال، إلَّا أنَّ حبيبات نستي ستتجمع في قاع الكومة. فما . سبب الفصل ؟
صب ببطء مزيج حبيبات تانج ونستي في أحد أطراف وعاء شفاف ضيق وراقب من خلال إحدى الجدران الشفافة. لماذا تُكَوِّن الحبيبات أشرطة تبادلية من حبيبات تانج ونستي مع تراكم الكومة (شكل 1)
الجواب: عندما تبدأ الرمال المصبوبة في اتخاذ شكل مخروطي، تتجمع الحبيبات على المنحدر معًا بفعل الاحتكاك المتبادل، وتزداد تدريجياً زاوية المنحدر حتى تصل إلى قيمة حرجة. ثم تبدأ بعض الحبيبات في الانزلاق على المنحدر وتأخذ في طريقها حبيبات أُخرى إلى أن يحدث انهيار في جزء من المخروط. بعد ذلك تُصبح زاوية المنحدر أصغر
شکل1 تتكون أشرطة بُنية وبرتقالية عند صب مزيج المسحوق في كومة.
قيمة، ويُقال عنها « زاوية الاسترخاء». وبهذه الطريقة، يُقال عن كومة الرمال إنها تُنظم نفسها - أي تُعدِّل نفسها - بحيث تكون عند زاوية الاسترخاء. لأنواع المساحيق والمواد الحبيبيَّة الأخرى المختلفة (مثل الخرز الزجاجي، والبذور المختلفة، والكسكسي الجاف،
والبازلاء) زوايا استرخاء مختلفة، اعتمادًا على متوسط الحجم والشكل. عند تقليب مسحوقين ثُم صبّهما، سوف ينفصلان على الأرجح عند انزلاقهما على جانب الكوم ويَثبُتان في مكانهما. وعند صب المزيج في وعاء ضيق كما هو موصوف، ستتمكن من رؤية قطاع عرضي للكوم. وعندما يبدأ الانهيار تميل الحبيبات الأكبر حجما إلى التجمع في قاعدة المنحدر، وتميل الحبيبات الأصغر حجمًا إلى الاحتباس على الجانب مكونة طبقة. ثم تبدأ الحبيبات الأكبر حجمًا في التراجع إلى الجانب إلى أن تتكون طبقة من الحبيبات الأكبر حجمًا. ومن ثَمَّ، فإن سلسلة الانهيارات تُبدِّل بين تكوين طبقة من الحبيبات الأصغر حجمًا (مثل حبيبات تانج في مزيج حبيبات تانج ونستي) وطبقة من الحبيبات الأكبر حجما. والحائط الرأسي المكون من مادة حبيبية سوف يتعرض لكل من الانهيار والهبوط. ولكي ترى ذلك، ضع أنبوبا مفتوح الطرف في وضع رأسي على طاولة واملأه بمادة حبيبية. ثم اسحب الأنبوب فجأةً لأعلى لتُخليه من الحبيبات. يجب أن تنظر سريعًا أو أن تستخدم كاميرا تصوير بالحركة البطيئة لتُسجل الحدث. ستجد أن العمود ينهار في غضون نصف ثانية تقريبًا، لكن طريقة انهياره تعتمد على نسبة الارتفاع إلى العرض. فإذا كانت النسبة كبيرة، فسوف يتحرك السطح العلوي كله للخارج على الفور، تاركًا تلةً ذات قمة مستديرة. وإذا كانت النسبة صغيرة، فسوف يهبط الجزء الخارجي من الكوم ثم يتبعه الجزء الداخلي، تاركا تلة ذات قمة حادة.
