Inimese keha tihedus on keha tervise oluline tunnus, seega on kasulik teada, kuidas seda arvutada. Pealegi on see väärtus mõnel spordialal fundamentaalse tähtsusega. Vaatame seda probleemi artiklis lähem alt.
Tihedus kui füüsiline suurus
Füüsikas mõistetakse tiheduse all koefitsienti, mis ühendab keha massi ja ruumala üheks võrdsuseks. Selle suuruse valem on: ρ=m/V. See tähendab, et seda saab arvutada, kui teate täpselt mõõdetava objekti massi ja ruumala, mille see ruumis hõivab.
Kuna massi mõõdetakse kilogrammides ja mahtu kuupmeetrites, on tiheduse ühikud kg/m3 või g/cm3.
Inimkeha keskmine tihedus ja tervis
Enne kui asume inimtiheduse kaalumisele, tuleb meeles pidada, et meie keha koosneb järgmistest põhikudedest:
- rasvane;
- lihaseline;
- luu.
Igaüks neistsisaldab vett. Kõige vähem vedelikku leidub luudes, seejärel rasvkoes. Lihased sisaldavad kõige rohkem vett. Kui lahutate rasvkoe massi inimese kogumassist, saate arvu, mida tavaliselt nimetatakse lahja kehamassiks.
Eelmise sajandi 60. aastatel leidsid teadlased kolme valge inimese kuivatatud inimkehade uurimise tulemusena, et nende keskmine rasvatihedus oli 0,901 g/cm3, leiti kuivmassi väärtuseks 1,100 g/cm3. Hilisemad uuringud on aga näidanud, et kuivmassi tihedus varieerub tegelikult vahemikus 1,082 g/cm3 kuni 1,113 g/cm3.
Mida need andmed ütlevad? See on lihtne, mida madalam on inimese keskmine tihedus, seda rohkem on tema kehas rasva, mis tähendab, et seda suurem on risk haigestuda südame-veresoonkonna haigustesse.
Tiheduse erinäitaja
Raske on anda tiheduse väärtusele konkreetset väärtust, mille järgi võiks öelda, et see on normaalne. Selle põhjuseks on suur hulk selle väärtust mõjutavaid tegureid. Siin tuleks arvesse võtta luu mineraalset koostist, lihasmassi, rasvkoe massi, mille väärtused varieeruvad sõltuv alt vanusest, soost ja organismi individuaalsetest omadustest.
Sellele vaatamata võib viidata mõningatele paljudest kirjandusallikatest kogutud andmetele. Mõned neist annavad inimese keha keskmiseks tiheduseks 1070 kg/m3. Teised ütlevad, et selle miinimumväärtused on 930–940 kg/m3. Selline väärtuste levik on seotud ühe lihtsagafakt: inimese tihedus võib oluliselt väheneda, kui ta täidab oma kopsud õhuga. Seega näitab inimkeha tihedus 1070 kg/m3, et ta hingas kopsudest õhu täielikult välja, vastupidi, väärtus 930 kg/m 3 saadud täie hingetõmbega.
Kuidas arvutatakse inimese tihedust?
Nagu eespool mainitud, peaksite selleks mõõtma keha massi ja mahtu. Massiga probleeme pole, tuleb lihts alt kaalul seista ja kohe saada täpne väärtus kilogrammides. Helitugevuse mõõtmine on keerulisem.
Absoluutselt igasuguse keeruka kujuga keha mahtu saab täpselt määrata, kui see on kastetud vedelikku, näiteks vette. Siis on täielikult sukeldatud keha poolt väljatõrjutud vedeliku kogus täpselt võrdne soovitud indikaatoriga. Seda omadust kasutatakse spetsiaalsel toolil istuva inimese ruumala määramiseks, kellel palutakse kopsudest õhku välja hingata ja seejärel vette kastetud inimesel. Mõõtes selle kaalu vee all, saate soovitud näitaja määramiseks sobiva arvu.
Tihedus ja inimese ujumisoskus
Nagu eespool märgitud, kui inimene hingab sügav alt sisse, langeb tema keskmine tihedus alla 1 g/cm3. Archimedese seadusest omakorda järeldub, et kui keha keskmine tihedus ületab selle väärtuse vedeliku, milles see asub, siis see keha paratamatult vajub. Mageda vee tihedus on 1 g/cm3, nii et kui inimene täidab oma kopsud õhuga, ei tee ta seda kunagiei uppu. Pange tähele, et merevesi sisaldab suures koguses sooli, mis suurendavad selle tihedust. Mõnel juhul ületab see tõus väärtuse 1070 kg/m3, nii et inimene võib sellises vees lebada, kartmata uppumist isegi täieliku väljahingamise korral. Ilmekas näide on Surnumeri, vee tihedus selles on 1240 kg/m3.
Samuti on uudishimulik vaadelda selle üksuse küsimust inimese soo seisukoh alt. Naiste keha sisaldab keskmiselt rohkem rasvkude kui meestel. Rasv on suhteliselt õhuke materjal (0,901 g/cm3), mis tähendab, et õiglane sugu saab hõljuda kergemini kui mehed.
Mehe ja naise keskmine tihedus: arvutus
Ül altoodud väärtused näitavad, et väljahingamisel on inimkeha keskmine tihedus 1070 kg/m3. Seda väärtust ei ole aga naistele ja meestele määratud. Artikli selles lõigus püüame ül altoodud jooniste põhjal selle hankida iga soo jaoks. Arvestage ka sellega, et terves olekus on mehe keharasva protsent 15,5% ja naise puhul 22,5% (need väärtused on vastavate normipiiride keskmised).
Saame kõigepe alt keskmise tiheduse valemi. Olgu inimkeha mass m kg, siis selles sisalduva rasva mass võrdub pm ja kuivmass (1-p)m, kus p on rasvkoe protsent. Inimkeha maht onrasva ja kuivmassi summa. Arvestades artikli alguses antud valemit, saame: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, kus ρ1 ja ρ2 on vastav alt rasva- ja kuivmassi tihedus. Nüüd saame arvutada kogu keha keskmise tiheduse, saame: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Arvestades, et ρ1=0,901 g/cm3 ja ρ2=1,1 g/cm3 (väärtused on toodud artiklis ülal), siis asendades meeste ja naiste keharasva protsendi, saame:
- meestele: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3või 1064 kg/cm3;
- naistele: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3või 1048 kg/cm 3.
Arvutatud väärtused on ligi 1070 kg/m3. Iga inimene, teades oma keha rasvaprotsenti, saab ül altoodud valemi abil arvutada oma keskmise kehatiheduse. Tuletage meelde, et see väärtus vastab olekule, mil inimene tegi maksimaalse väljahingamise.
