Die Dichte des menschlichen Körpers ist ein wichtiges Merkmal der Gesundheit des Körpers, daher ist es hilfreich zu wissen, wie man sie berechnet. Darüber hinaus ist dieser Wert in einigen Sportarten von grundlegender Bedeutung. Sehen wir uns dieses Problem im Artikel genauer an.
Dichte als physikalische Größe
In der Physik versteht man unter Dichte einen Koeffizienten, der Masse und Volumen eines Körpers zu einer Einheit verbindet. Die Formel für diese Größe lautet: ρ=m/V. Das heißt, es kann berechnet werden, wenn Sie die Masse des gemessenen Objekts und das Volumen, das es im Raum einnimmt, genau kennen.
Da die Masse in Kilogramm und das Volumen in Kubikmetern gemessen wird, sind die Dichteeinheiten kg/m3 oder g/cm3.
Durchschnittliche menschliche Körperdichte und Gesundheit
Bevor wir zur Betrachtung der menschlichen Dichte übergehen, muss daran erinnert werden, dass unser Körper aus den folgenden Grundgeweben besteht:
- fett;
- muskulös;
- Knochen.
Jeder von ihnenenthält Wasser. Am wenigsten Flüssigkeit befindet sich in den Knochen, dann im Fettgewebe. Muskeln enth alten das meiste Wasser. Wenn Sie das Gewicht des Fettgewebes von der Gesamtmasse einer Person abziehen, erh alten Sie eine Zahl, die gemeinhin als fettfreie Körpermasse bezeichnet wird.
In den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts fanden Wissenschaftler bei der Untersuchung der getrockneten menschlichen Leichen von drei Weißen heraus, dass ihre durchschnittliche Fettdichte 0,901 g/cm betrug3, dieser Trockengewichtswert betrug 1,100 g/cm3. Spätere Studien haben jedoch gezeigt, dass die Trockenmassedichte tatsächlich zwischen 1,082 g/cm3 bis 1,113 g/cm3. variiert.
Was sagen diese Daten aus? Es ist ganz einfach, je geringer die durchschnittliche Dichte eines Menschen ist, desto mehr Fett enthält sein Körper, was bedeutet, desto höher ist das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Kennzahl für Dichte
Es ist schwierig, einen bestimmten Wert für den Dichtewert anzugeben, anhand dessen wir sagen können, dass er normal ist. Dies liegt an einer Vielzahl von Faktoren, die seinen Wert beeinflussen. Hier sollte man die mineralische Zusammensetzung des Knochens, Muskelmasse, Gewicht des Fettgewebes berücksichtigen, deren Werte je nach Alter, Geschlecht und individuellen Eigenschaften des Körpers variieren.
Trotzdem können einige Daten, die aus einer Reihe literarischer Quellen stammen, zitiert werden. Einige von ihnen geben eine Zahl für die durchschnittliche Dichte des menschlichen Körpers von 1070 kg/m3 an. Andere sagen, dass seine Mindestwerte bei 930-940 kg/m3 liegen. Eine solche Werteverteilung ist mit einem einfachen verbundenTatsache: Die Dichte eines Menschen kann deutlich abnehmen, wenn er seine Lungen mit Luft füllt. So zeigt die Dichte eines menschlichen Körpers von 1070 kg/m3 an, dass er die Luft vollständig aus seiner Lunge ausgeatmet hat, im Gegenteil, der Wert von 930 kg/m 3 mit einem vollen Atemzug erh alten.
Wie wird die menschliche Dichte berechnet?
Wie oben erwähnt, misst man dazu die Masse und das Volumen des Körpers. Mit der Masse gibt es keine Probleme, man muss sich nur auf die Waage stellen und erhält sofort den genauen Wert in Kilogramm. Volumenmessung ist komplizierter.
Das Volumen eines Körpers beliebiger komplexer Form kann genau bestimmt werden, wenn er in eine Flüssigkeit getaucht wird, zum Beispiel in Wasser. Dann entspricht die von einem vollständig eingetauchten Körper verdrängte Flüssigkeitsmenge genau dem gewünschten Indikator. Diese Eigenschaft wird verwendet, um das Volumen einer Person zu bestimmen, die auf einem speziellen Stuhl sitzt, gebeten wird, das Gewicht der Luft aus der Lunge auszuatmen, und dann in Wasser getaucht wird. Indem Sie sein Gewicht unter Wasser messen, können Sie die entsprechende Zahl erh alten, um den gewünschten Indikator zu bestimmen.
Dichte und menschliche Schwimmfähigkeit
Wie oben erwähnt, wenn eine Person tief einatmet, dann fällt ihre durchschnittliche Dichte unter 1 g/cm3. Aus dem archimedischen Gesetz folgt wiederum, dass, wenn die durchschnittliche Dichte eines Körpers diesen Wert für die Flüssigkeit, in der er sich befindet, überschreitet, dieser Körper unweigerlich sinken wird. Die Dichte von Süßwasser beträgt 1 g/cm3, wenn also eine Person ihre Lungen mit Luft füllt, wird sie dies niemals tunwird nicht ertrinken. Beachten Sie, dass Meerwasser eine große Menge an Salzen enthält, die seine Dichte erhöhen. In manchen Fällen übersteigt dieser Anstieg den Wert von 1070 kg/m³3, so dass eine Person in solchem Wasser liegen kann, ohne befürchten zu müssen, selbst bei voller Ausatmung zu ertrinken. Ein markantes Beispiel ist das Tote Meer, dessen Wasserdichte 1240 kg/m beträgt3.
Es ist auch merkwürdig, die Frage dieses Items vom Standpunkt des Geschlechts einer Person aus zu betrachten. Der weibliche Körper enthält im Durchschnitt mehr Fettgewebe als der männliche. Fett ist ein relativ dünnes Material (0,901 g/cm3), was bedeutet, dass das schöne Geschlecht leichter schweben kann als Männer.
Durchschnittsdichte eines Mannes und einer Frau: Berechnung
Die obigen Werte zeigen an, dass beim Ausatmen die durchschnittliche Dichte des menschlichen Körpers 1070 kg/m beträgt3. Dieser Wert wird jedoch nicht für Frauen und Männer angegeben. In diesem Absatz des Artikels werden wir versuchen, es für jedes Geschlecht zu bekommen, basierend auf den obigen Zahlen. Bedenken Sie auch, dass in einem gesunden Zustand der Körperfettanteil bei einem Mann 15,5 % und bei einer Frau 22,5 % beträgt (diese Werte sind Durchschnittswerte für die entsprechenden Normalgrenzen).
Lassen Sie uns zuerst die Formel für die durchschnittliche Dichte erh alten. Wenn die Masse eines menschlichen Körpers m kg ist, dann ist die darin enth altene Fettmasse gleich pm und die Trockenmasse ist gleich (1-p)m, wobei p der Prozentsatz des Fettgewebes ist. Das Volumen des menschlichen Körpers istSumme aus Fett und Trockenmasse. Unter Berücksichtigung der am Anfang des Artikels angegebenen Formel erh alten wir: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, wobei ρ1 und ρ2 die Fett- bzw. Trockenmassedichte sind. Jetzt können wir die durchschnittliche Dichte des ganzen Körpers berechnen, wir haben: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Angenommen, dass ρ1=0,901 g/cm3 und ρ2=1,1 g/cm3 (die Werte sind oben im Artikel angegeben), wenn wir dann den Körperfettanteil für Männer und Frauen ersetzen, erh alten wir:
- für Männer: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1,064 g/cm3oder 1064 kg/cm3;
- 3oder 1048 kg/cm 3.
für Frauen: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm
Die errechneten Werte liegen bei knapp 1070 kg/m3. Jeder Mensch, der den Anteil des Körperfetts an seinem Körper kennt, kann die obige Formel verwenden, um seine eigene durchschnittliche Körperdichte zu berechnen. Denken Sie daran, dass dieser Wert dem Zustand entspricht, in dem die Person maximal ausgeatmet hat.
