Почему сахарные комочки в сахарнице всегда оказываются сверху, даже если целенаправленно толкать их вниз?

Это забавный и, кстати, еще не до конца изученный эффект, который часто называют "эффект бразильского ореха", поскольку в смеси орехов крупные бразильские орехи всегда скапливаются наверху контейнера.

Простых причин тут можно предложить две: 1. гравитационная (плотно уложенные мелкие частицы тяжелее, чем крупные, но с большими пустотами между, поэтому система стремится спустить их вниз, чтобы минизировать свою энергию), 2. перколяционная (мелкие частицы проскакивают сквозь поры между крупными и собираются внизу).

Все было бы очень мило с этими объяснениями, если бы они работали всегда (как должны были бы, поскольку не подразумевают никаких ограничений), но, увы, это не так. В частности, результат разделения фракций будет зависеть от формы сосуда. Можно подобрать такую форму, что при встряхивании внизу будут собираться как раз крупные частицы (оба предложенных механизма не дают этому объяснения). Есть зависимость от направления встрхивания (вверх-вниз, вправо-влево), которой быть не должно по-хорошему. Есть слишком сильная зависимость от плотности набивки контейнера.

В общем, очевидно, что в какой-то степени гравитация и перколяция работают (влияние гравитации доказано - не поленились и потрясли банкой с орехами в условиях симулирующих Луну, так вот процесс идет медленнее: гравитация слабее), но по всей видимости есть и другие факторы, определяющие самопроизвольное разделение порошков в емкостях по размерам. По всей видимости там есть конвекционные потоки (вот и зависимость от формы контейнера - направление потоков зависит в частности и от нее). Очевидно, что взаимное соотошение фракций по размерам и по весу частиц имеет большое значение (может из-за конвекционных потоков, может еще по каким-то причинам). Есть масса работ моделирующих различные смеси гранул и различные механические воздействия, но общего решения, как я понимаю, пока нет. 

Таким образом, есть гравитационная составляющая, которая работает всегда в одну сторону, есть перколяционная составляющая, которая почти всегда работает в ту же сторону, есть конвекционная составляющая, которая может работать в любую сторону в зависимости от множества условий, и, возможно, есть что-то еще. От соотношения этих движущих сил и будет зависеть характер разделения фракций. Но в сосуде с неизменяющейся по высоте шириной и в случае частиц, плотность которых не зависит/слабо зависит от размера, будет обычный эффект бразильского ореха - крупные комья сверху, мелочь внизу.