Anteriormente estudamos a vazão de grãos de arroz de um silo cilíndrico, em que os grãos dentro do cilindro eram separados por uma barreira vertical em duas partes iguais. Neste artigo retomamos os experimentos de vazão de grãos de arroz, mas agora com "obstruções" em forma de esferas e cones. Na maior parte das configurações testadas as esferas e os cones não constituem uma obstrução para a saída dos grãos. Pelo contrário, eles se transformam em facilitadores. O valor máximo da velocidade média de saída dos grãos não parece depender muito do tipo específico de "obstrução". A dependência com a altura em que a "obstrução" é colocada foi mais importante. Todas as experiências podem ser facilmente reproduzidas em sala de aulas.

In a previous work, we studied the flow of rice grains out of a cylindrical silo with a vertical barrier that divided the grains in equal compartments. We now revisit similar experiments, but using spherical or conical "obstructions". In most of the tested configurations, spheres and cones do not really mean an obstruction. On the contrary, they become facilitators of the flow of the grains. The maximum value of the velocity of flow of the grains does not depend so heavily on the kind of "obstruction". A more important contribution comes from the initial heights of the "obstruction". All these results can be easily replicated in the classroom.

Modelos experimentais e teóricos do fluxo de pedestres em lugares de alta concentração de pessoas e situações de pânico têm mostrado que a presença de determinados obstáculos perto das portas pode paradoxalmente aumentar a velocidade de evacuação. Experiências análogas, com grãos de vidro que escoam de um silo retangular e bidimensional, indicaram que a posição de um disco circular (obstáculo) pode aumentar consideravelmente a velocidade de saída dos grãos. Neste artigo foi desenvolvida uma versão tridimensional do problema anterior. Um sistema experimental relativamente simples foi criado para estudar a vazão de grãos de arroz de um cilindro com um furo no fundo. Os grãos dentro do cilindro são separados por uma barreira vertical em duas partes iguais. As medidas foram repetidas para diferentes diâmetros (D) do furo de saída dos grãos, diferentes alturas (h) da barreira em relação ao fundo do cilindro e diferentes espessuras (b) da barreira. Os resultados confirmam que dado um determinado D existem um h e b ótimos. Por outro ótimos que maximizam a velocidade de saída dos grãos. Por outro lado, o aumento de D leva em todos os casos ao aumento da velocidade de saída dos grãos. Todos os resultados podem ser facilmente reproduzidos em sala de aulas.

Theoretical and experimental models of pedestrian flux in highly concentrated places and panic situations have shown that a properly located obstacle in from of the exits could actually increase the evacuation velocity. Analogous experiences made with glass grains flowing out of a bi-dimensional rectangular silo also found that a circular disc obstacle close to the exit hole could facilitate the draining of the grains. In this work we develop a relatively simple tri-dimensional version of the problem above. We studied the flow of rice grains out of a cylinder with a hole at the bottom and a vertical barrier that divide equally the grains inside. For a given diameter (D) of the hole at the bottom of the cylinder we repeated the measurements with different thicknesses (b) and different initial heights (h) of the barrier. Our measurements confirmed that there is an optimal b and h that maximize the evacuation speed of the grains. On the other hand, an increase in D always produced and increase in the exit velocity of the grains. All results can be easily replicated in the classroom.

O fluxo de materiais granulares é pouco discutido nos livros de física básica, apesar de que sistemas de grãos estão muito presentes na vida cotidiana. Este trabalho mostra o desenvolvimento de um sistema experimental relativamente simples para estudar a vazão de grãos de arroz e de açúcar. O aparelho é constituído por um silo cilíndrico com uma abertura circular no fundo e uma balança. A balança é conectada a um computador para monitorar a massa como função do tempo dos grãos que saem do silo. Foram realizadas medidas para diferentes diâmetros da abertura de saída do silo e diferentes alturas iniciais da coluna de grãos. Para fins didáticos, o mesmo sistema foi usado para medir a vazão de água. Os resultados claramente ilustram as diferenças entre os dois tipos de fluidos e podem ser facilmente reproduzidos em sala de aulas.

In basic physics books practically anything is discussed about the flux of granular materials, even though grains systems are widely present in the everyday life. In this work was developed a relatively simple experimental system to study the flow of rice and sugar grains out of a cylindrical silo with a circular aperture at the bottom. Measurements were repeated at different diameters of the circular holes and different initial heights of the grains column. For didactic motivations, the same system was used to measure the flow of water. The results clearly illustrate the differences between the two kinds of fluids and can be easily replicated in the classroom.