Seminario GMG “Ingeniero Víctor Sacchetto”
En los sistemas granulares la disipación y transferencia de energía se caracteriza usualmente mediante un coeficiente de restitución. En esta charla se mostrarán los principales resultados obtenidos con respecto a su dependencia con la velocidad de impacto $\mathsf{V_n}$ y con la cantidad de lados de las partículas. Para velocidades bajas se observan valores del coeficiente de restitución que se apartan significativamente del valor medio y hasta alcanzan valores mayores a 1. Se presentará una interpretación de estos resultados en términos de la transferencia de energía cinética de traslación a energía cinética de rotación.
Los sistemas granulares son altamente disipativos y la forma en que transfieren energía y llegan al equilibrio resulta esencial en poder comprender problemas de estabilidad de sistemas granulares, como el desencadenamiento de avalanchas (pérdida de estabilidad) y su detención (equilibrio estable o metaestable). Usualmente, esta disipación se caracteriza mediante el coeficiente de restitución que depende de diversos factores entre los que se incluyen las propiedades de los materiales, la geometría del cuerpo y la velocidad de impacto. Este coeficiente se define como el cociente entre la componente de la velocidad que es normal a la superficie de contacto justo antes de chocar ($\mathsf{V_n}$) y la misma componente, pero inmediatamente después de la colisión ($\mathsf{V^\prime_n}$). Se espera que el coeficiente de restitución sea menor o igual a 1, donde la igualdad se da para choques perfectamente elásticos.
A fin de comprender la transferencia de energía en la interacción de un grano con su entorno mientras este llega al equilibrio se realiza el estudio del comportamiento de partículas planas de N lados (N = 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15 e infinito, i.e. disco) rebotando sobre una superficie plana hasta que alcanza su estado de reposo.
En esta charla mostraré los principales resultados obtenidos con respecto a la dependencia del coeficiente de restitución con la velocidad de impacto $\mathsf{V_n}$ y con la cantidad de lados de las partículas. Para velocidades bajas se observan valores del coeficiente de restitución que se apartan significativamente del valor medio y hasta alcanzan valores mayores a 1. Presentaré una interpretación de estos resultados en términos de la transferencia de energía cinética de traslación a energía cinética de rotación.
Alejandra Aguirre es Doctora en Ciencias Físicas e Investigadora Independiente CONICET. Actualmente es docente en el Departamento de Física de la Facultad de Ingeniería - UBA, e investigadora del Grupo de Medios Porosos de la misma casa de estudios.