안식각
가루나 알갱이를 쌓았을 때 무너지지 않고 버티는 가장 가파른 경사를 안식각이라고 합니다. 그보다 가파르게 쌓으면 표면이 미끄러져 내려와 다시 그 각도로 돌아갑니다.
| 재료 | 안식각(약) |
|---|---|
| 마른 모래 | 35° |
| 축축한 모래 | 40° |
| 자갈 | 40° |
| 마른 재 | 33° |
출처: Engineering ToolBox, Angles of Repose (재료 상태에 따라 값은 달라짐)
젖은 모래
모래성을 마른 모래로는 못 쌓고 살짝 젖은 모래로는 쌓을 수 있는 건, 알갱이 사이에 낀 얇은 물이 알갱이를 서로 끌어당기기 때문입니다. 그래서 축축한 모래는 더 가파르게 섭니다. 하지만 물을 너무 많이 부으면 알갱이 사이가 물로 가득 차 이 힘이 사라지고, 모래는 오히려 흘러내립니다.
모래시계의 비밀
물시계는 물이 많을 때 빨리, 적을 때 천천히 떨어집니다. 마른 모래는 위에 얼마나 남았든 구멍으로 빠져나가는 속도가 거의 일정합니다. 모래시계에 물 대신 모래를 쓰는 이유입니다. 반대로 모래가 물에 잠긴 상태에서는 끝으로 갈수록 빨라지는 현상이 연구로 보고되기도 했습니다.
출처: Koivisto & Durian, Nature Communications 8, 15551 (2017)
픽셀 모래는 어떻게
폴링샌드 게임은 마찰을 계산하지 않습니다. 대신 칸마다 "바로 아래가 비었으면 내려가고, 막혔으면 왼쪽 아래나 오른쪽 아래로" 같은 단순 규칙을 반복합니다. 이 규칙만으로도 모래는 원뿔로 쌓이지만, 대각선 한 칸씩 미끄러지므로 경사가 실제 모래(약 35°)보다 가파른 45° 가까이 됩니다. 게임 속 모래 더미가 조금 뾰족해 보이는 이유입니다.
앱에서 관찰하기
한 점에 계속 붓기
스밈 샌드랩에서 모래를 고르고 손가락을 한 자리에 대고 있으면 수도꼭지처럼 계속 흘러나옵니다. 더미가 커져도 경사는 그대로인 걸 볼 수 있습니다.
모래시계 프리셋
더보기 → 벽 프리셋 → 모래시계를 찍고 위칸에 모래를 채우면 가운데 좁은 목으로 흘러내립니다. 아래칸에 원뿔이 자라는 모습이 진짜 모래시계와 같습니다.
기울이기
중력 기울이기를 켜고 폰을 옆으로 기울이면 가루와 액체가 그 방향으로 쏠립니다(고급 도구, 광고 한 번으로 해금). 비교로 같은 양의 물을 부어 보면, 물은 원뿔이 아니라 평평하게 퍼집니다.
자주 묻는 질문
소금이나 눈도 원뿔로 쌓이나요?
게임에서 소금·눈·화약·재·콘크리트·씨앗은 모두 가루라 같은 방식으로 쌓입니다. 눈은 조금 천천히 떨어지도록 되어 있습니다.
젖은 모래도 게임에서 더 가파르게 서나요?
아닙니다. 이 게임에는 젖은 모래 상태가 없고, 물에 잠긴 모래도 같은 규칙으로 가라앉아 쌓입니다.
스밈 샌드랩 - 모래놀이 물리 샌드박스
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