Cilvēka ķermeņa blīvums ir svarīgs ķermeņa veselības raksturojums, tāpēc ir noderīgi zināt, kā to aprēķināt. Turklāt šī vērtība dažos sporta veidos ir ļoti svarīga. Apskatīsim šo jautājumu sīkāk rakstā.
Blīvums kā fiziskais lielums
Fizikā blīvums tiek saprasts kā koeficients, kas savieno ķermeņa masu un tilpumu vienā vienādībā. Šī daudzuma formula ir: ρ=m/V. Tas ir, to var aprēķināt, ja precīzi zināt izmērītā objekta masu un tilpumu, ko tas aizņem telpā.
Tā kā masu mēra kilogramos un tilpumu mēra kubikmetros, tad blīvuma mērvienības būs kg/m3 vai g/cm3.
Cilvēka ķermeņa vidējais blīvums un veselība
Pirms pārejam pie cilvēka blīvuma apsvērumiem, jāatceras, ka mūsu ķermenis sastāv no šādiem pamataudiem:
- taukaini;
- muskuļains;
- kauls.
Katrs no tiemsatur ūdeni. Vismazāk šķidruma ir kaulos, pēc tam taukaudos. Muskuļos ir visvairāk ūdens. Ja no cilvēka kopējās masas atņemat taukaudu svaru, iegūstat skaitli, ko parasti sauc par liesu ķermeņa masu.
Pagājušā gadsimta 60. gados, pētot trīs b alto cilvēku k altētus cilvēku līķus, zinātnieki atklāja, ka viņu vidējais tauku blīvums bija 0,901 g/cm3, tika konstatēts, ka šī sausā svara vērtība ir 1,100 g/cm3. Tomēr vēlāki pētījumi liecina, ka sausās masas blīvums faktiski svārstās no 1,082 g/cm3 līdz 1,113 g/cm3.
Ko saka šie dati? Tas ir vienkārši, jo mazāks ir cilvēka vidējais blīvums, jo vairāk tauku ir viņa ķermenī, kas nozīmē, ka ir lielāks risks saslimt ar sirds un asinsvadu slimībām.
Īpašs blīvuma skaitlis
Ir grūti norādīt konkrētu blīvuma vērtības vērtību, pēc kuras mēs varētu teikt, ka tā ir normāla. Tas ir saistīts ar ļoti daudziem faktoriem, kas ietekmē tā vērtību. Šeit jāņem vērā kaulu minerālais sastāvs, muskuļu masa, taukaudu svars, kuru vērtības mainās atkarībā no vecuma, dzimuma un organisma individuālajām īpašībām.
Tomēr dažus datus, kas savākti no vairākiem literāriem avotiem, var citēt. Daži no tiem norāda uz cilvēka ķermeņa vidējo blīvumu 1070 kg/m3. Citi saka, ka tā minimālās vērtības ir 930–940 kg/m3. Šāda vērtību izplatība ir saistīta ar vienu vienkāršufakts: cilvēka blīvums var ievērojami samazināties, ja viņš piepilda plaušas ar gaisu. Tādējādi cilvēka ķermeņa blīvums 1070 kg/m3 norāda, ka viņš pilnībā izelpoja gaisu no plaušām, gluži pretēji, vērtība 930 kg/m 3 iegūti ar pilnu elpu.
Kā aprēķina cilvēka blīvumu?
Kā minēts iepriekš, šim nolūkam ir jāizmēra ķermeņa masa un tilpums. Ar masu problēmu nav, vajag tikai nostāties uz svariem un uzreiz iegūt precīzu vērtību kilogramos. Skaļuma mērīšana ir sarežģītāka.
Pilnīgi jebkuras sarežģītas formas ķermeņa tilpumu var precīzi noteikt, ja tas ir iegremdēts šķidrumā, piemēram, ūdenī. Tad šķidruma daudzums, ko izspiež pilnībā iegremdēts ķermenis, būs precīzi vienāds ar vēlamo indikatoru. Šo īpašību izmanto, lai noteiktu tilpumu cilvēkam, kurš sēž uz speciāla krēsla, tiek lūgts izelpot gaisa svaru no plaušām un pēc tam iegremdēts ūdenī. Izmērot tā svaru zem ūdens, jūs varat iegūt atbilstošo skaitli, lai noteiktu vēlamo rādītāju.
Blīvums un cilvēku peldēšanas spējas
Kā minēts iepriekš, ja cilvēks dziļi ieelpo, tad viņa vidējais blīvums nokrītas zem 1 g/cm3. Savukārt no Arhimēda likuma izriet, ka, ja ķermeņa vidējais blīvums pārsniedz šo vērtību šķidrumam, kurā tas atrodas, tad šis ķermenis neizbēgami nogrims. Saldūdens blīvums ir 1 g/cm3, tādēļ, ja cilvēks piepildīs plaušas ar gaisu, viņš nekad to nedarīs.nenoslīks. Ņemiet vērā, ka jūras ūdens satur lielu daudzumu sāļu, kas palielina tā blīvumu. Dažos gadījumos šis pieaugums pārsniedz vērtību 1070 kg/m3, tāpēc cilvēks var gulēt šādā ūdenī, nebaidoties no noslīkšanas pat ar pilnu izelpu. Spilgts piemērs ir Nāves jūra, ūdens blīvums tajā ir 1240 kg/m3.
Ir ziņkārīgi aplūkot jautājumu par šo priekšmetu arī no personas dzimuma viedokļa. Sievietes ķermenī vidēji ir vairāk taukaudu nekā vīrieša. Tauki ir salīdzinoši plāns materiāls (0,901 g/cm3), kas nozīmē, ka daiļā dzimuma pārstāves var peldēt vieglāk nekā vīrieši.
Vīrieša un sievietes vidējais blīvums: aprēķins
Iepriekšminētās vērtības norāda, ka izelpojot cilvēka ķermeņa vidējais blīvums ir 1070 kg/m3. Tomēr sievietēm un vīriešiem šī vērtība nav norādīta. Šajā raksta punktā mēs mēģināsim to iegūt katram dzimumam, pamatojoties uz iepriekš minētajiem skaitļiem. Ņemiet vērā arī to, ka veselīgā stāvoklī vīrieša ķermeņa tauku procentuālais daudzums ir 15,5%, bet sievietei šis rādītājs ir 22,5% (šīs vērtības ir vidējās vērtības atbilstošajām normas robežām).
Vispirms iegūstam vidējā blīvuma formulu. Ļaujiet cilvēka ķermeņa masai būt m kg, tad tauku masa tajā būs vienāda ar pm, bet sausā masa ir vienāda ar (1-p)m, kur p ir taukaudu procentuālais daudzums. Cilvēka ķermeņa tilpums irtauku un sausās masas summa. Ņemot vērā raksta sākumā doto formulu, iegūstam: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, kur ρ1 un ρ2 ir attiecīgi tauku un sausās masas blīvums. Tagad mēs varam aprēķināt visa ķermeņa vidējo blīvumu, mums ir: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Ņemot vērā, ka ρ1=0,901 g/cm3 un ρ2=1,1 g/cm3 (vērtības norādītas augstāk rakstā), tad aizstājot ķermeņa tauku procentuālo daudzumu vīriešiem un sievietēm, iegūstam:
- vīriešiem: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3vai 1064 kg/cm3;
- sievietēm: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3vai 1048 kg/cm 3.
Aprēķinātās vērtības ir tuvu 1070 kg/m3. Katrs cilvēks, zinot ķermeņa tauku procentuālo daudzumu savā ķermenī, var izmantot iepriekš minēto formulu, lai aprēķinātu savu vidējo ķermeņa blīvumu. Atgādiniet, ka šī vērtība atbilst stāvoklim, kad persona veica maksimālo izelpu.
