18.15 :  Modulo di massa

Il modulo di massa è un termine scientifico utilizzato per descrivere la resistenza di un materiale alla compressione uniforme. È la costante di proporzionalità che collega una variazione di pressione alla conseguente variazione di volume relativo.

Questo concetto diventa più chiaro quando un elemento di materiale isotropo viene visualizzato come un cubo di volume unitario. Quando questo cubo è sottoposto a sollecitazioni normali, subisce una deformazione, cambiando la sua forma in un parallelepipedo rettangolare con volume diverso. La discrepanza tra questo nuovo volume e quello originale viene definita dilatazione del materiale. La dilatazione può essere calcolata come la somma cumulativa delle deformazioni nelle tre direzioni spaziali. Quando il corpo è sottoposto a una pressione idrostatica uniforme, ciascuna componente dello stress è pari al negativo di questa pressione. Inserendo questi valori nella formula di dilatazione si ottiene un'espressione che introduce il modulo di massa.

Questo modulo ha le stesse unità del modulo di elasticità. Sotto pressione idrostatica, i materiali stabili si riducono di volume, rendendo la dilatazione negativa e il modulo di massa positivo. Un materiale ideale con un rapporto di Poisson pari a zero potrebbe allungarsi in una direzione senza contrazione laterale. D'altra parte, un materiale con un coefficiente di Poisson pari a 0,5 sarebbe perfettamente incomprimibile.