Propagación del sonido en un medio granular

Abstract

En el siguiente trabajo se analiza la dependencia de la velocidad de propagación de ondas de ultrasonido en un medio granular con la carga de compresión a la que se encuentra sometido, esperando que siga la dependencia predicha por el modelo de contacto de Hertz. Primero se hace una breve introducción a los medios granulares, su importancia, teorías de contacto y ultrasonidos para posteriormente explicar la parte teórica necesaria para entender el experimento: los fundamentos de ondas, teoría de elasticidad, piezoelectricidad, modelo de Hertz de contacto entre dos partículas y su aplicación para medios granulares que nos da la dependencia de la velocidad del sonido con la carga que esperamos comprobar experimentalmente. A continuación, se explica el procedimiento experimental y el montaje para posteriormente analizar los resultados correspondientes a varias muestras de pequeñas esferas de vidrio, polimetilmetacrilato (PMMA) y polietileno (PE). No se observa el mismo comportamiento en todas las muestras, ya que el mecanismo de contacto depende de la rigidez del material y de la carga a la que está sometido, comprobándose que sólo con las esferas de polimetilmetacrilato se obtiene la dependencia esperada aplicando el modelo de contacto de Hertz.