Žmogaus kūno tankis yra svarbi organizmo sveikatos charakteristika, todėl pravartu žinoti, kaip jį apskaičiuoti. Be to, ši vertė kai kuriose sporto šakose yra labai svarbi. Pažvelkime į šią problemą atidžiau šiame straipsnyje.
Tankis kaip fizinis dydis
Fizikoje tankis suprantamas kaip koeficientas, jungiantis kūno masę ir tūrį į vieną lygybę. Šio dydžio formulė yra tokia: ρ=m/V. Tai yra, jį galima apskaičiuoti, jei tiksliai žinote išmatuoto objekto masę ir tūrį, kurį jis užima erdvėje.
Kadangi masė matuojama kilogramais, o tūris – kubiniais metrais, tankio vienetai bus kg/m3 arba g/cm3.
Vidutinis žmogaus kūno tankis ir sveikata
Prieš pereinant prie žmogaus tankio, reikia prisiminti, kad mūsų kūnas susideda iš šių pagrindinių audinių:
- riebus;
- raumeningas;
- kaulas.
Kiekvienas iš jųyra vandens. Mažiausiai skysčių randama kauluose, vėliau – riebaliniame audinyje. Raumenyse yra daugiausia vandens. Jei iš bendros žmogaus masės atimsite riebalinio audinio svorį, gausite skaičių, kuris paprastai vadinamas liesa kūno mase.
Praėjusio amžiaus septintajame dešimtmetyje, tyrinėdami džiovintus trijų b altųjų žmonių lavonus, mokslininkai nustatė, kad jų vidutinis riebalų tankis buvo 0,901 g/cm3, nustatyta, kad sauso svorio vertė yra 1,100 g/cm3. Tačiau vėlesni tyrimai parodė, kad sausos masės tankis iš tikrųjų svyruoja nuo 1,082 g/cm3 iki 1,113 g/cm3.
Ką sako šie duomenys? Tai paprasta, kuo mažesnis vidutinis žmogaus tankis, tuo daugiau jo organizme yra riebalų, vadinasi, tuo didesnė rizika susirgti širdies ir kraujagyslių ligomis.
Konkretus tankio skaičius
Sunku pateikti konkrečią tankio reikšmės reikšmę, pagal kurią galėtume pasakyti, kad tai normalu. Taip yra dėl daugybės veiksnių, turinčių įtakos jo vertei. Čia reikėtų atsižvelgti į mineralinę kaulų sudėtį, raumenų masę, riebalinio audinio svorį, kurio reikšmės skiriasi priklausomai nuo amžiaus, lyties ir individualių organizmo savybių.
Vis dėlto kai kuriuos duomenis, surinktus iš daugelio literatūros š altinių, galima pacituoti. Kai kurie iš jų pateikia 1070 kg/m3 vidutinį žmogaus kūno tankį. Kiti teigia, kad jo minimalios vertės yra 930–940 kg/m3. Toks vertybių sklaida siejama su vienu paprastufaktas: žmogaus tankis gali žymiai sumažėti, jei jis pripildys savo plaučius oro. Taigi, žmogaus kūno tankis 1070 kg/m3 rodo, kad jis visiškai iškvėpė orą iš plaučių, priešingai, 930 kg/m. 3 gautas visiškai įkvėpus.
Kaip apskaičiuojamas žmogaus tankis?
Kaip minėta aukščiau, tam turėtumėte išmatuoti kūno masę ir tūrį. Su mase problemų nekyla, tereikia atsistoti ant svarstyklių ir iš karto gauti tikslią reikšmę kilogramais. Tūrio matavimas yra sudėtingesnis.
Visiškai bet kokios sudėtingos formos kūno tūrį galima tiksliai nustatyti, jei jis panardinamas į skystį, pavyzdžiui, į vandenį. Tada visiškai panardinto kūno išstumtas skysčio kiekis bus tiksliai lygus norimam indikatoriui. Ši savybė naudojama norint nustatyti tūrį žmogaus, kuris sėdi ant specialios kėdės, prašomas iškvėpti oro svorį iš plaučių ir panardintas į vandenį. Išmatavę jo svorį po vandeniu, galite gauti atitinkamą skaičių, kad nustatytumėte norimą rodiklį.
Tankis ir žmogaus gebėjimas plaukti
Kaip minėta aukščiau, jei žmogus giliai įkvepia, jo vidutinis tankis nukrenta žemiau 1 g/cm3. Savo ruožtu iš Archimedo dėsnio išplaukia, kad jei vidutinis kūno tankis viršija šią skysčio, kuriame jis yra, vertę, tada šis kūnas neišvengiamai paskęs. Gėlo vandens tankis yra 1 g/cm3, todėl jei žmogus pripildys savo plaučius oro, jis niekada to nepadarys.nenuskęs. Atkreipkite dėmesį, kad jūros vandenyje yra daug druskų, kurios padidina jo tankį. Kai kuriais atvejais šis padidėjimas viršija 1070 kg/m3 vertę, todėl žmogus gali gulėti tokiame vandenyje nebijodamas nuskęsti net ir pilnai iškvėpdamas. Ryškus pavyzdys yra Negyvoji jūra, vandens tankis joje yra 1240 kg/m3.
Taip pat smalsu panagrinėti šio elemento klausimą žmogaus lyties požiūriu. Moters kūne vidutiniškai yra daugiau riebalinio audinio nei vyrų. Riebalai yra gana plona medžiaga (0,901 g/cm3), o tai reiškia, kad dailiosios lyties atstovės gali plūduriuoti lengviau nei vyrai.
Vidutinis vyro ir moters tankis: skaičiavimas
Aukščiau pateiktos reikšmės rodo, kad iškvepiant vidutinis žmogaus kūno tankis yra 1070 kg/m3. Tačiau moterims ir vyrams ši vertė nenurodyta. Šioje straipsnio pastraipoje mes stengsimės jį gauti kiekvienai lyčiai, remdamiesi aukščiau pateiktais skaičiais. Taip pat atsižvelkite į tai, kad sveiko žmogaus kūno riebalų procentas yra 15,5 %, o moters – 22,5 % (šios vertės yra atitinkamų normos ribų vidurkiai).
Pirmiausia gaukime vidutinio tankio formulę. Tegul žmogaus kūno masė bus m kg, tada riebalų masė jame bus lygi pm, o sausoji – (1-p)m, kur p – riebalinio audinio procentas. Žmogaus kūno tūris yrariebalų ir sausos masės suma. Atsižvelgdami į straipsnio pradžioje pateiktą formulę, gauname: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, kur ρ1 ir ρ2 yra atitinkamai riebalų ir sausos masės tankis. Dabar galime apskaičiuoti vidutinį viso kūno tankį, turime: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1 p)/ρ2).
Atsižvelgiant į tai, kad ρ1=0,901 g/cm3 ir ρ2=1,1 g/cm3 (vertės pateiktos aukščiau straipsnyje), tada pakeisdami vyrų ir moterų kūno riebalų procentą, gauname:
- vyrams: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3arba 1064 kg/cm3;
- moterims: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3arba 1048 kg/cm 3.
Apskaičiuotos vertės yra artimos 1070 kg/m3. Kiekvienas žmogus, žinodamas kūno riebalų procentą savo kūne, gali naudoti aukščiau pateiktą formulę savo vidutiniam kūno tankiui apskaičiuoti. Prisiminkite, kad ši reikšmė atitinka būseną, kai asmuo maksimaliai iškvėpė.
