il modulo di Young, costante numerica, denominato per la 18 ° secolo inglese medico e fisico Thomas Young, che descrive le proprietà elastiche di un solido sottoposto a trazione e a compressione in una sola direzione, come nel caso di un’asta di metallo che, dopo essere allungata o compressa longitudinalmente ritorna alla sua lunghezza originale. Il modulo di Young è una misura della capacità di un materiale di resistere a variazioni di lunghezza quando è sotto tensione o compressione longitudinale. A volte indicato come il modulo di elasticità, modulo di Young è uguale alla sollecitazione longitudinale diviso per la tensione. Lo stress e la tensione possono essere descritti come segue nel caso di una barra metallica sotto tensione.

Se una barra metallica della sezione trasversale A viene tirata da una forza F a ciascuna estremità, la barra si estende dalla sua lunghezza originale L0 a una nuova lunghezza Ln. (Contemporaneamente la sezione trasversale diminuisce.) Lo stress è il quoziente della forza di trazione diviso per l’area della sezione trasversale, o F / A. La deformazione o deformazione relativa è la variazione di lunghezza, Ln-L0, divisa per la lunghezza originale, o (Ln-L0) / L0. (Il ceppo è adimensionale.), Quindi, il modulo di Young può essere espressa matematicamente come

Modulo di Young = stress/strain = (FL0) / A(Ln − L0).

Questa è una forma specifica della legge di elasticità di Hooke. Le unità del modulo di Young nel sistema inglese sono libbre per pollice quadrato (psi), e nel sistema metrico newton per metro quadrato (N/m2). Il valore del modulo di Young per l’alluminio è di circa 1,0 × 107 psi o 7,0 × 1010 N / m2. Il valore per l’acciaio è circa tre volte maggiore, il che significa che ci vuole tre volte più forza per allungare una barra di acciaio della stessa quantità di una barra di alluminio di forma simile.

Il modulo di Young è significativo solo nell’intervallo in cui la sollecitazione è proporzionale alla deformazione e il materiale ritorna alle sue dimensioni originali quando viene rimossa la forza esterna. All’aumentare delle sollecitazioni, il materiale può fluire, subire deformazioni permanenti o infine rompersi.

Quando una barra di metallo sotto tensione è allungata, la sua larghezza è leggermente diminuita. Questo restringimento laterale costituisce una deformazione trasversale uguale alla variazione della larghezza divisa per la larghezza originale. Il rapporto tra la deformazione trasversale e la deformazione longitudinale è chiamato rapporto di Poisson. Il valore medio del rapporto di Poisson per gli acciai è 0,28 e per le leghe di alluminio 0,33. Il volume di materiali con rapporti di Poisson inferiori a 0,50 aumenta sotto tensione longitudinale e diminuisce sotto compressione longitudinale.