Tettheten til menneskekroppen er en viktig egenskap for kroppens helse, så det er nyttig å vite hvordan man beregner det. Dessuten er denne verdien av grunnleggende betydning i noen idretter. La oss se nærmere på dette problemet i artikkelen.
Tetthet som en fysisk mengde
I fysikk forstås tetthet som en koeffisient som forbinder massen og volumet til en kropp til en enkelt likhet. Formelen for denne mengden er: ρ=m/V. Det vil si at det kan beregnes hvis du vet nøyaktig massen til det målte objektet og volumet det opptar i rommet.
Siden massen er målt i kilogram og volumet er i kubikkmeter, vil tetthetsenhetene være kg/m3 eller g/cm3.
Gjennomsnittlig menneskekroppstetthet og helse
Før vi går videre til vurderingen av menneskelig tetthet, må det huskes at kroppen vår består av følgende grunnleggende vev:
- fetty;
- muscular;
- bone.
Hver av deminneholder vann. Minst væske finnes i bein, deretter i fettvev. Muskler inneholder mest vann. Hvis du trekker fra vekten av fettvev fra den totale massen til en person, får du en figur som vanligvis kalles mager kroppsmasse.
På 60-tallet av forrige århundre, som et resultat av å studere de tørkede menneskelige likene av tre hvite mennesker, fant forskere at deres gjennomsnittlige fetttetthet var 0,901 g/cm3, denne tørrvektverdien ble funnet å være 1.100 g/cm3. Senere studier har imidlertid vist at tørr massetetthet faktisk varierer mellom 1,082 g/cm3 til 1,113 g/cm3.
Hva sier disse dataene? Det er enkelt, jo lavere gjennomsnittlig tetthet en person har, jo mer fett inneholder kroppen hans, noe som betyr at jo høyere er risikoen for hjerte- og karsykdommer.
Spesifikt tall for tetthet
Det er vanskelig å gi en spesifikk verdi av tetthetsverdien, som vi kan si at den er normal på. Dette skyldes et stort antall faktorer som påvirker verdien. Her bør man ta hensyn til mineralsammensetningen til beinet, muskelmasse, vekt av fettvev, hvis verdier varierer avhengig av alder, kjønn og individuelle egenskaper ved kroppen.
Likevel kan noen data samlet inn fra en rekke litterære kilder siteres. Noen av dem gir et tall for den gjennomsnittlige tettheten til menneskekroppen på 1070 kg/m3. Andre sier at minimumsverdiene er 930–940 kg/m3. En slik spredning av verdier er forbundet med en enkelfaktum: tettheten til en person kan reduseres betydelig hvis han fyller lungene med luft. Således indikerer tettheten til en menneskekropp på 1070 kg/m3 at han pustet helt ut luft fra lungene, tvert imot verdien av 930 kg/m 3 oppnådd med full pust.
Hvordan beregnes menneskelig tetthet?
Som nevnt ovenfor, for dette bør du måle kroppens masse og volum. Det er ingen problemer med massen, du trenger bare å stå på vekten og umiddelbart få den nøyaktige verdien i kilo. Volummåling er mer komplisert.
Volumet til en kropp av absolutt hvilken som helst kompleks form kan bestemmes nøyaktig hvis den er nedsenket i en væske, for eksempel i vann. Da vil mengden væske som fortrenges av en fullstendig nedsenket kropp være nøyaktig lik den ønskede indikatoren. Denne egenskapen brukes til å bestemme volumet til en person som sitter på en spesiell stol, bedt om å puste ut vekten av luft fra lungene, og deretter senket i vann. Ved å måle vekten under vann kan du få riktig tall for å bestemme ønsket indikator.
Tetthet og menneskelig svømmeevne
Som nevnt ovenfor, hvis en person trekker pusten dypt, faller dens gjennomsnittlige tetthet under 1 g/cm3. På sin side følger det av Arkimedes lov at hvis den gjennomsnittlige tettheten til en kropp overstiger denne verdien for væsken den befinner seg i, vil denne kroppen uunngåelig synke. Tettheten av ferskvann er 1 g/cm3, så hvis en person fyller lungene med luft, vil han aldrivil ikke drukne. Merk at sjøvann inneholder en stor mengde s alter, som øker tettheten. I noen tilfeller overstiger denne økningen verdien på 1070 kg/m3, slik at en person kan ligge i slikt vann uten frykt for å drukne selv med full utpust. Et slående eksempel er Dødehavet, vanntettheten i det er 1240 kg/m3.
Det er også nysgjerrig å vurdere spørsmålet om denne varen ut fra en persons kjønn. Den kvinnelige kroppen inneholder i gjennomsnitt mer fettvev enn hannen. Fett er et relativt tynt materiale (0,901 g/cm3), noe som betyr at det vakre kjønn kan flyte lettere enn menn.
Gjennomsnittlig tetthet for en mann og en kvinne: beregning
Verdiene ovenfor indikerer at ved utånding er den gjennomsnittlige tettheten til menneskekroppen 1070 kg/m3. Denne verdien er imidlertid ikke spesifisert for kvinner og menn. I dette avsnittet av artikkelen vil vi prøve å få det for hvert kjønn, basert på figurene ovenfor. Tenk også på at i en sunn tilstand er prosentandelen kroppsfett hos en mann 15,5 %, og for en kvinne er dette tallet 22,5 % (disse verdiene er gjennomsnitt for de tilsvarende normale grensene).
La oss først finne formelen for gjennomsnittlig tetthet. La massen til en menneskekropp være m kg, da vil massen av fett i den være lik pm, og tørrmassen er lik (1-p)m, hvor p er prosentandelen av fettvev. Volumet av menneskekroppen ersummen av fett og tørrmasse. Med tanke på formelen gitt i begynnelsen av artikkelen, får vi: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, der ρ1 og ρ2 er henholdsvis fett- og tørrmassetettheter. Nå kan vi beregne gjennomsnittlig tetthet av hele kroppen, vi har: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Gitt at ρ1=0,901 g/cm3 og ρ2=1,1 g/cm3 (verdiene er gitt ovenfor i artikkelen), og deretter erstatte prosentandelen av kroppsfett for menn og kvinner, får vi:
- for menn: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3eller 1064 kg/cm3;
- for kvinner: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3eller 1048 kg/cm 3.
De beregnede verdiene er nær 1070 kg/m3. Hver person, som kjenner prosentandelen av kroppsfett i kroppen, kan bruke formelen ovenfor for å beregne sin egen gjennomsnittlige kroppstetthet. Husk at denne verdien tilsvarer tilstanden da personen foretok maksimal utpust.
