La densitat del cos humà és una característica important de la salut del cos, per la qual cosa és útil saber calcular-la. A més, aquest valor té una importància fonamental en alguns esports. Fem una ullada més de prop a aquest problema a l'article.
Densitat com a quantitat física
En física, la densitat s'entén com un coeficient que connecta la massa i el volum d'un cos en una única igu altat. La fórmula d'aquesta magnitud és: ρ=m/V. És a dir, es pot calcular si es coneix exactament la massa de l'objecte mesurat i el volum que ocupa a l'espai.
Com que la massa es mesura en quilograms i el volum en metres cúbics, les unitats de densitat seran kg/m3 o g/cm3.
Densitat i salut mitjana del cos humà
Abans de passar a la consideració de la densitat humana, cal recordar que el nostre cos està format pels següents teixits bàsics:
- grassos;
- muscular;
- os.
Cada un d'ellsconté aigua. El menys líquid es troba als ossos, després al teixit adipós. Els músculs contenen més aigua. Si resteu el pes del teixit adipós de la massa total d'una persona, obtindreu una xifra que normalment s'anomena massa corporal magra.
A la dècada dels 60 del segle passat, com a resultat de l'estudi dels cadàvers humans secs de tres persones blanques, els científics van trobar que la seva densitat mitjana de greix era de 0,901 g/cm3, es va trobar que el valor del pes sec era 1.100 g/cm3. Tanmateix, estudis posteriors han demostrat que la densitat de massa seca varia entre 1,082 g/cm3 i 1,113 g/cm3.
Què diuen aquestes dades? És senzill, com més baixa sigui la densitat mitjana d'una persona, més greix conté el seu cos, la qual cosa significa que més risc de patir mal alties cardiovasculars.
Xifra específica per a la densitat
És difícil donar un valor concret del valor de la densitat, pel qual podem dir que és normal. Això es deu a un gran nombre de factors que influeixen en el seu valor. Aquí cal tenir en compte la composició mineral de l'os, la massa muscular, el pes del teixit adipós, els valors dels quals varien en funció de l'edat, el gènere i les característiques individuals del cos.
No obstant això, es poden citar algunes dades recollides de diverses fonts literàries. Alguns d'ells donen una xifra per a la densitat mitjana del cos humà de 1070 kg/m3. Altres diuen que els seus valors mínims són 930-940 kg/m3. Aquesta difusió de valors s'associa amb un simplefet: la densitat d'una persona pot disminuir significativament si s'omple els pulmons d'aire. Així, la densitat d'un cos humà de 1070 kg/m3 indica que va exhalar completament aire dels seus pulmons, al contrari, el valor de 930 kg/m 3 obtinguts amb una respiració completa.
Com es calcula la densitat humana?
Com s'ha esmentat anteriorment, per a això hauríeu de mesurar la massa i el volum del cos. No hi ha problemes amb la massa, només cal posar-se a la balança i obtenir immediatament el valor exacte en quilograms. El mesurament del volum és més complicat.
El volum d'un cos de qualsevol forma complexa es pot determinar amb precisió si està submergit en un líquid, per exemple, en aigua. Aleshores, la quantitat de líquid desplaçada per un cos completament immers serà exactament igual a l'indicador desitjat. Aquesta propietat s'utilitza per determinar el volum d'una persona que s'asseu en una cadira especial, se li demana exhalar el pes de l'aire dels pulmons i després s'immereix en aigua. En mesurar el seu pes sota l'aigua, podeu obtenir la xifra adequada per determinar l'indicador desitjat.
Densitat i capacitat de natació humana
Com s'ha indicat anteriorment, si una persona respira profundament, la seva densitat mitjana cau per sota d'1 g/cm3. Al seu torn, de la llei d'Arquimedes es desprèn que si la densitat mitjana d'un cos supera aquest valor per al líquid on es troba, aquest cos s'enfonsarà inevitablement. La densitat de l'aigua dolça és d'1 g/cm3, de manera que si una persona s'omple els pulmons d'aire, mai no ho farà.no s'ofegarà. Tingueu en compte que l'aigua del mar conté una gran quantitat de sals, que augmenten la seva densitat. En alguns casos, aquest augment supera el valor de 1070 kg/m3, de manera que una persona pot estirar-se en aquesta aigua sense por d'ofegar-se fins i tot amb una exhalació completa. Un exemple sorprenent és el mar Mort, la densitat de l'aigua que hi ha és de 1240 kg/m3.
També és curiós considerar la qüestió d'aquest article des del punt de vista del gènere d'una persona. El cos femení, de mitjana, conté més teixit adipós que el masculí. El greix és un material relativament prim (0,901 g/cm3), el que significa que el sexe just pot flotar més fàcilment que els homes.
Densitat mitjana d'un home i una dona: càlcul
Els valors anteriors indiquen que en exhalar, la densitat mitjana del cos humà és de 1070 kg/m3. Tanmateix, aquest valor no s'especifica per a dones i homes. En aquest paràgraf de l'article, intentarem obtenir-lo per a cada gènere, a partir de les xifres anteriors. Tingueu en compte també que en estat sa, el percentatge de greix corporal en un home és del 15,5%, i per a una dona aquesta xifra és del 22,5% (aquests valors són mitjanes dels límits normals corresponents).
Primer anem a obtenir la fórmula per a la densitat mitjana. Sigui m kg la massa d'un cos humà, llavors la massa de greix en ell serà igual a pm, i la massa seca és igual a (1-p)m, on p és el percentatge de teixit adipós. El volum del cos humà éssuma de greix i massa seca. Tenint en compte la fórmula donada al principi de l'article, obtenim: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, on ρ1 i ρ2 són densitats de massa grassa i seca, respectivament. Ara podem calcular la densitat mitjana de tot el cos, tenim: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Tenint en compte que ρ1=0,901 g/cm3 i ρ2=1,1 g/cm3 (els valors es donen més amunt a l'article), després substituint el percentatge de greix corporal per homes i dones, obtenim:
- per als homes: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3o 1064 kg/cm3;
- per a dones: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3o 1048 kg/cm 3.
Els valors calculats són propers als 1070 kg/m3. Cada persona, coneixent el percentatge de greix corporal del seu cos, pot utilitzar la fórmula anterior per calcular la seva pròpia densitat corporal mitjana. Recordeu que aquest valor correspon a l'estat en què la persona va fer l'exhalació màxima.
