Ketumpatan badan manusia adalah ciri penting kesihatan badan, jadi ia berguna untuk mengetahui cara mengiranya. Selain itu, nilai ini adalah kepentingan asas dalam sesetengah sukan. Mari kita lihat lebih dekat isu ini dalam artikel.
Ketumpatan sebagai kuantiti fizik
Dalam fizik, ketumpatan difahami sebagai pekali yang menghubungkan jisim dan isipadu jasad menjadi satu kesamaan. Formula untuk kuantiti ini ialah: ρ=m/V. Iaitu, ia boleh dikira jika anda mengetahui dengan tepat jisim objek yang diukur dan isipadu yang didudukinya di angkasa.
Memandangkan jisim diukur dalam kilogram dan isipadu dalam meter padu, unit ketumpatan ialah kg/m3 atau g/cm3.
Purata kepadatan dan kesihatan badan manusia
Sebelum kita beralih kepada pertimbangan ketumpatan manusia, perlu diingat bahawa badan kita terdiri daripada tisu asas berikut:
- lemak;
- berotot;
- tulang.
Setiap daripada merekamengandungi air. Cecair paling sedikit terdapat dalam tulang, kemudian dalam tisu adiposa. Otot mengandungi paling banyak air. Jika anda menolak berat tisu adiposa daripada jumlah jisim seseorang, anda akan mendapat angka yang biasa dipanggil jisim badan tanpa lemak.
Pada tahun 60-an abad yang lalu, hasil kajian mayat manusia kering tiga orang kulit putih, saintis mendapati purata ketumpatan lemak mereka ialah 0.901 g/cm3, nilai berat kering ini didapati 1.100 g/cm3. Walau bagaimanapun, kajian kemudian menunjukkan bahawa ketumpatan jisim kering sebenarnya berbeza antara 1.082 g/cm3 hingga 1.113 g/cm3.
Apakah yang dikatakan data ini? Mudah sahaja, semakin rendah ketumpatan purata seseorang, semakin banyak lemak yang terkandung di dalam tubuhnya, bermakna semakin tinggi risiko penyakit kardiovaskular.
Angka khusus untuk ketumpatan
Sukar untuk memberikan nilai khusus bagi nilai ketumpatan, yang mana kita boleh mengatakan bahawa ia adalah perkara biasa. Ini disebabkan oleh sejumlah besar faktor yang mempengaruhi nilainya. Di sini seseorang harus mengambil kira komposisi mineral tulang, jisim otot, berat tisu adiposa, yang nilainya berbeza-beza bergantung pada umur, jantina dan ciri-ciri individu badan.
Namun begitu, beberapa data yang dikumpul daripada beberapa sumber sastera boleh dipetik. Sebahagian daripada mereka memberikan angka untuk ketumpatan purata badan manusia 1070 kg/m3. Yang lain mengatakan bahawa nilai minimumnya ialah 930-940 kg/m3. Penyebaran nilai sedemikian dikaitkan dengan satu yang mudahfakta: ketumpatan seseorang boleh berkurangan dengan ketara jika dia mengisi paru-parunya dengan udara. Oleh itu, ketumpatan badan manusia 1070 kg/m3 menunjukkan bahawa dia menghembus sepenuhnya udara dari paru-parunya, sebaliknya, nilai 930 kg/m 3 diperolehi dengan nafas penuh.
Bagaimanakah ketumpatan manusia dikira?
Seperti yang dinyatakan di atas, untuk ini anda harus mengukur jisim dan isipadu badan. Tidak ada masalah dengan jisim, anda hanya perlu berdiri di atas penimbang dan segera mendapatkan nilai yang tepat dalam kilogram. Pengukuran volum lebih rumit.
Isipadu jasad dalam sebarang bentuk kompleks boleh ditentukan dengan tepat jika ia direndam dalam cecair, contohnya, dalam air. Kemudian jumlah cecair yang disesarkan oleh badan yang tenggelam sepenuhnya akan sama dengan penunjuk yang dikehendaki. Harta ini digunakan untuk menentukan isipadu seseorang yang duduk di atas kerusi khas, diminta untuk menghembus berat udara dari paru-paru, dan kemudian direndam dalam air. Dengan mengukur beratnya di bawah air, anda boleh mendapatkan angka yang sesuai untuk menentukan penunjuk yang diingini.
Ketumpatan dan keupayaan berenang manusia
Seperti yang dinyatakan di atas, jika seseorang menarik nafas panjang, maka ketumpatan puratanya turun di bawah 1 g/cm3. Sebaliknya, ia mengikuti dari undang-undang Archimedes bahawa jika ketumpatan purata jasad melebihi nilai ini untuk cecair di mana ia berada, maka jasad ini pasti akan tenggelam. Ketumpatan air tawar ialah 1 g/cm3, jadi jika seseorang mengisi paru-parunya dengan udara, dia tidak akan pernahtidak akan lemas. Perhatikan bahawa air laut mengandungi sejumlah besar garam, yang meningkatkan ketumpatannya. Dalam sesetengah kes, peningkatan ini melebihi nilai 1070 kg/m3, jadi seseorang boleh berbaring di dalam air tersebut tanpa rasa takut lemas walaupun dengan hembusan penuh. Contoh yang menarik ialah Laut Mati, ketumpatan air di dalamnya ialah 1240 kg/m3.
Ia juga ingin tahu untuk mempertimbangkan soalan item ini dari sudut pandangan jantina seseorang. Tubuh wanita, secara purata, mengandungi lebih banyak tisu adiposa daripada lelaki. Lemak ialah bahan yang agak nipis (0.901 g/cm3), yang bermaksud bahawa jantina yang adil boleh terapung lebih mudah daripada lelaki.
Purata kepadatan lelaki dan wanita: pengiraan
Nilai di atas menunjukkan bahawa semasa menghembus nafas, ketumpatan purata badan manusia ialah 1070 kg/m3. Walau bagaimanapun, nilai ini tidak dinyatakan untuk wanita dan lelaki. Dalam perenggan artikel ini, kami akan cuba mendapatkannya untuk setiap jantina, berdasarkan angka di atas. Pertimbangkan juga bahawa dalam keadaan sihat, peratusan lemak badan pada lelaki ialah 15.5%, dan bagi wanita angka ini ialah 22.5% (nilai ini adalah purata untuk had normal yang sepadan).
Mari kita dapatkan formula untuk ketumpatan purata dahulu. Biarkan jisim badan manusia ialah m kg, maka jisim lemak di dalamnya akan sama dengan pm, dan jisim kering adalah sama dengan (1-p)m, di mana p ialah peratusan tisu adipos. Isipadu badan manusia ialahjumlah lemak dan jisim kering. Mempertimbangkan formula yang diberikan pada permulaan artikel, kita dapat: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, dengan ρ1 dan ρ2 ialah ketumpatan jisim lemak dan kering, masing-masing. Sekarang kita boleh mengira ketumpatan purata seluruh badan, kita ada: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Memandangkan ρ1=0.901 g/cm3 dan ρ2=1.1 g/cm3 (nilai diberikan di atas dalam artikel), kemudian menggantikan peratusan lemak badan untuk lelaki dan wanita, kita mendapat:
- untuk lelaki: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3atau 1064 kg/cm3;
- untuk wanita: ρ=1/(0.225/0.901 + (1-0.225)/1.1)=1.048 g/cm3atau 1048 kg/cm 3.
Nilai yang dikira adalah hampir 1070 kg/m3. Setiap orang, mengetahui peratusan lemak badan dalam badannya, boleh menggunakan formula di atas untuk mengira purata ketumpatan badannya sendiri. Ingat bahawa nilai ini sepadan dengan keadaan apabila orang itu membuat hembusan nafas maksimum.
