Gustoća ljudskog tijela je važna karakteristika zdravlja tijela, pa je korisno znati kako je izračunati. Štaviše, ova vrijednost je od fundamentalnog značaja u nekim sportovima. Pogledajmo pobliže ovo pitanje u članku.
Gustina kao fizička veličina
U fizici, gustina se shvata kao koeficijent koji povezuje masu i zapreminu tela u jednu jednakost. Formula za ovu veličinu je: ρ=m/V. Odnosno, može se izračunati ako se tačno zna masa mjerenog objekta i zapremina koju on zauzima u prostoru.
Budući da se masa mjeri u kilogramima, a zapremina u kubnim metrima, jedinice gustine će biti kg/m3 ili g/cm3.
Prosječna gustina ljudskog tijela i zdravlje
Pre nego što pređemo na razmatranje ljudske gustine, mora se podsetiti da se naše telo sastoji od sledećih osnovnih tkiva:
- fatty;
- mišića;
- kost.
Svaki od njihsadrži vodu. Najmanje tečnosti nalazi se u kostima, zatim u masnom tkivu. Mišići sadrže najviše vode. Ako od ukupne mase osobe oduzmete težinu masnog tkiva, dobit ćete broj koji se obično naziva nemasna tjelesna masa.
Šezdesetih godina prošlog stoljeća, kao rezultat proučavanja osušenih ljudskih leševa tri bijelca, naučnici su otkrili da je njihova prosječna gustina masti bila 0,901 g/cm3, utvrđeno je da je ova vrijednost suhe težine 1.100 g/cm3. Međutim, kasnije studije su pokazale da gustina suve mase zapravo varira između 1,082 g/cm3 do 1,113 g/cm3.
Šta govore ovi podaci? Jednostavno, što je manja prosječna gustina osobe, to više masti sadrži njeno tijelo, što znači da je veći rizik od kardiovaskularnih bolesti.
Specifična brojka za gustinu
Teško je dati konkretnu vrijednost vrijednosti gustine, po kojoj možemo reći da je normalna. To je zbog velikog broja faktora koji utječu na njegovu vrijednost. Ovdje treba uzeti u obzir mineralni sastav kostiju, mišićnu masu, masu masnog tkiva, čije vrijednosti variraju u zavisnosti od starosti, pola i individualnih karakteristika organizma.
Ipak, neki podaci prikupljeni iz brojnih književnih izvora mogu se citirati. Neki od njih daju cifru za prosječnu gustinu ljudskog tijela od 1070 kg/m3. Drugi kažu da su njegove minimalne vrijednosti 930-940 kg/m3. Takvo širenje vrijednosti povezano je s jednim jednostavnimčinjenica: gustoća osobe može se značajno smanjiti ako svoja pluća napuni zrakom. Dakle, gustina ljudskog tela od 1070 kg/m3 ukazuje da je on potpuno izdahnuo vazduh iz pluća, naprotiv, vrednost od 930 kg/m 3 dobijeno punim dahom.
Kako se izračunava ljudska gustina?
Kao što je gore spomenuto, za ovo trebate izmjeriti masu i zapreminu tijela. Nema problema sa masom, samo treba stati na vagu i odmah dobiti tačnu vrijednost u kilogramima. Mjerenje zapremine je komplikovanije.
Zapremina tijela apsolutno bilo kojeg složenog oblika može se precizno odrediti ako je uronjeno u tekućinu, na primjer, u vodu. Tada će količina tekućine koju istiskuje potpuno uronjeno tijelo biti točno jednaka željenom indikatoru. Ovo svojstvo se koristi za određivanje volumena osobe koja sjedi na posebnoj stolici, od koje se traži da izdahne težinu zraka iz pluća, a zatim je uronjena u vodu. Mjerenjem njegove težine pod vodom možete dobiti odgovarajuću cifru za određivanje željenog indikatora.
Gustoća i sposobnost ljudskog plivanja
Kao što je gore navedeno, ako osoba duboko udahne, tada njena prosječna gustina pada ispod 1 g/cm3. Zauzvrat, iz Arhimedovog zakona slijedi da ako prosječna gustina tijela premašuje ovu vrijednost za tečnost u kojoj se nalazi, onda će ovo tijelo neizbježno potonuti. Gustina slatke vode je 1 g/cm3, pa ako osoba napuni pluća vazduhom, nikada nećeneće se udaviti. Imajte na umu da morska voda sadrži veliku količinu soli, koje povećavaju njenu gustoću. U nekim slučajevima ovo povećanje prelazi vrijednost od 1070 kg/m3, pa čovjek može ležati u takvoj vodi bez straha da će se utopiti čak i pri punom izdahu. Upečatljiv primjer je Mrtvo more, gustina vode u njemu je 1240 kg/m3.
Također je zanimljivo razmotriti pitanje ove stavke sa stanovišta spola osobe. Žensko tijelo u prosjeku sadrži više masnog tkiva nego muško. Masnoća je relativno tanak materijal (0,901 g/cm3), što znači da pripadnice ljepšeg spola mogu lakše plutati od muškaraca.
Prosječna gustina muškarca i žene: izračun
Gore vrijednosti pokazuju da je pri izdisaju prosječna gustina ljudskog tijela 1070 kg/m3. Međutim, ova vrijednost nije navedena za žene i muškarce. U ovom paragrafu članka pokušaćemo da ga dobijemo za svaki pol, na osnovu gornjih cifara. Uzmite u obzir i da je u zdravom stanju postotak tjelesne masti kod muškarca 15,5%, a za ženu 22,5% (ove vrijednosti su prosjeci za odgovarajuće normalne granice).
Nađimo prvo formulu za prosječnu gustinu. Neka masa ljudskog tijela bude m kg, tada će masa masti u njemu biti jednaka pm, a suva masa jednaka (1-p)m, gdje je p postotak masnog tkiva. Volumen ljudskog tijela jezbir masti i suve mase. Uzimajući u obzir formulu datu na početku članka, dobijamo: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, gdje su ρ1 i ρ2 gustine masti i suhe mase, respektivno. Sada možemo izračunati prosječnu gustinu cijelog tijela, imamo: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
S obzirom da je ρ1=0,901 g/cm3 i ρ2=1,1 g/cm3 (vrijednosti su date gore u članku), a zatim zamjenom postotka tjelesne masti za muškarce i žene, dobijamo:
- za muškarce: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3ili 1064 kg/cm3;
- za žene: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3ili 1048 kg/cm 3.
Izračunate vrijednosti su blizu 1070 kg/m3. Svaka osoba, znajući postotak tjelesne masti u svom tijelu, može koristiti gornju formulu za izračunavanje vlastite prosječne tjelesne gustine. Podsjetimo da ova vrijednost odgovara stanju kada je osoba napravila maksimalan izdisaj.
