İnsan vücudunun yoğunluğu, vücut sağlığının önemli bir özelliğidir, bu yüzden nasıl hesaplanacağını bilmek faydalıdır. Ayrıca, bu değer bazı sporlarda temel öneme sahiptir. Yazıda bu konuya daha yakından bakalım.
Fiziksel nicelik olarak yoğunluk
Fizikte yoğunluk, bir cismin kütlesini ve hacmini tek bir eşitlikte birleştiren bir katsayı olarak anlaşılır. Bu miktar için formül: ρ=m/V. Yani ölçülen cismin kütlesini ve uzayda kapladığı hacmi tam olarak biliyorsanız hesaplanabilir.
Kütle kilogram cinsinden ve hacim metreküp cinsinden ölçüldüğünden, yoğunluk birimleri kg/m3 veya g/cm3 olacaktır..
Ortalama insan vücudu yoğunluğu ve sağlığı
İnsan yoğunluğunu ele almadan önce, vücudumuzun aşağıdaki temel dokulardan oluştuğunu hatırlamalıyız:
- yağlı;
- kaslı;
- kemik.
Her birisu içerir. En az sıvı kemiklerde, daha sonra yağ dokusunda bulunur. Kaslar en fazla suyu içerir. Bir kişinin toplam kütlesinden yağ dokusunun ağırlığını çıkarırsanız, genellikle yağsız vücut kütlesi olarak adlandırılan bir rakam elde edersiniz.
Geçen yüzyılın 60'larında, üç beyaz insanın kurutulmuş insan cesetlerini incelemenin bir sonucu olarak, bilim adamları ortalama yağ yoğunluğunun 0.901 g/cm olduğunu buldular3, bu kuru ağırlık değeri 1.100 g/cm3 olarak bulunmuştur. Ancak daha sonraki çalışmalar, kuru kütle yoğunluğunun aslında 1.082 g/cm3 ile 1.113 g/cm3. arasında değiştiğini göstermiştir.
Bu veriler ne diyor? Çok basit, bir kişinin ortalama yoğunluğu ne kadar düşükse, vücudunda o kadar fazla yağ bulunur, bu da kardiyovasküler hastalık riskinin o kadar yüksek olduğu anlamına gelir.
Yoğunluk için özel rakam
Normal olduğunu söyleyebileceğimiz yoğunluk değerinin belirli bir değerini vermek zordur. Bu, değerini etkileyen çok sayıda faktörden kaynaklanmaktadır. Burada, değerleri yaşa, cinsiyete ve vücudun bireysel özelliklerine bağlı olarak değişen kemiğin mineral bileşimi, kas kütlesi, yağ dokusunun ağırlığı dikkate alınmalıdır.
Yine de, bir dizi edebi kaynaktan toplanan bazı verilerden alıntı yapılabilir. Bazıları insan vücudunun ortalama yoğunluğu için 1070 kg/m3 bir rakam verir. Diğerleri minimum değerlerinin 930-940 kg/m3 olduğunu söylüyor. Böyle bir değer dağılımı, basit birgerçek: bir kişinin yoğunluğu, ciğerlerini hava ile doldurursa önemli ölçüde azalabilir. Böylece, bir insan vücudunun 1070 kg/m3 yoğunluğu, ciğerlerindeki havayı tamamen soluduğunu gösterir, aksine, 930 kg/m değeri 3 tam bir nefesle elde edilir.
İnsan yoğunluğu nasıl hesaplanır?
Yukarıda bahsedildiği gibi bunun için vücudun kütlesini ve hacmini ölçmelisiniz. Kütle ile ilgili herhangi bir sorun yok, sadece terazide durmanız ve hemen kilogram cinsinden tam değeri almanız gerekiyor. Hacim ölçümü daha karmaşıktır.
Herhangi bir karmaşık şekle sahip bir cismin hacmi, bir sıvıya, örneğin suya batırılırsa doğru bir şekilde belirlenebilir. Daha sonra tamamen daldırılmış bir gövde tarafından yer değiştiren sıvı miktarı, istenen göstergeye tam olarak eşit olacaktır. Bu özellik, özel bir sandalyeye oturan, akciğerlerinden havanın ağırlığını soluması istenen ve ardından suya daldırılan bir kişinin hacmini belirlemek için kullanılır. Ağırlığını su altında ölçerek istediğiniz göstergeyi belirlemek için uygun rakamı alabilirsiniz.
Yoğunluk ve insan yüzme yeteneği
Yukarıda belirtildiği gibi, bir kişi derin bir nefes alırsa ortalama yoğunluğu 1 g/cm'nin altına düşer3. Buna karşılık, Arşimet yasasından, bir cismin ortalama yoğunluğu, içinde bulunduğu sıvı için bu değeri aşarsa, bu cismin kaçınılmaz olarak batacağı sonucu çıkar. Tatlı suyun yoğunluğu 1 g/cm3, yani bir kişi ciğerlerini havayla doldurursa, aslaboğulmayacak. Deniz suyunun yoğunluğunu artıran çok miktarda tuz içerdiğine dikkat edin. Bazı durumlarda bu artış 1070 kg/m3 değerini aşar, bu nedenle kişi tam bir nefes verme ile bile boğulma korkusu olmadan böyle bir suda yatabilir. Çarpıcı bir örnek Ölü Deniz'dir, içindeki suyun yoğunluğu 1240 kg/m3.
Bu öğenin sorusunu kişinin cinsiyeti açısından ele almak da merak uyandırıyor. Kadın vücudu, ortalama olarak, erkeklerden daha fazla yağ dokusu içerir. Yağ nispeten ince bir malzemedir (0.901 g/cm3), bu da adil cinsiyetin erkeklerden daha kolay yüzebileceği anlamına gelir.
Bir erkek ve bir kadının ortalama yoğunluğu: hesaplama
Yukarıdaki değerler, nefes verirken insan vücudunun ortalama yoğunluğunun 1070 kg/m3 olduğunu gösterir. Ancak bu değer kadın ve erkekler için belirtilmemiştir. Makalenin bu paragrafında, yukarıdaki rakamlara dayanarak her cinsiyet için onu almaya çalışacağız. Ayrıca sağlıklı bir durumda, bir erkekte vücut yağ yüzdesinin %15,5 olduğunu ve bir kadın için bu rakamın %22,5 olduğunu düşünün (bu değerler karşılık gelen normal sınırlar için ortalamalardır).
Önce ortalama yoğunluk formülünü alalım. Bir insan vücudunun kütlesi m kg olsun, o zaman içindeki yağ kütlesi pm'ye eşit olacaktır ve kuru kütle (1-p)m'ye eşittir, burada p yağ dokusunun yüzdesidir. İnsan vücudunun hacmiyağ ve kuru kütle toplamı. Yazının başında verilen formülü dikkate alarak şunu elde ederiz: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, burada ρ1 ve ρ2 sırasıyla yağ ve kuru kütle yoğunluklarıdır. Şimdi tüm vücudun ortalama yoğunluğunu hesaplayabiliriz, elimizde: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
ρ1=0,901 g/cm3 ve ρ2 olduğu göz önüne alındığında=1,1 g/cm3 (değerler yukarıda makalede verilmiştir), ardından erkekler ve kadınlar için vücut yağ yüzdesini değiştirerek şunu elde ederiz:
- erkekler için: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3veya 1064 kg/cm3;
- kadınlar için: ρ=1/(0.225/0.901 + (1-0.225)/1,1)=1.048 g/cm3veya 1048 kg/cm 3.
Hesaplanan değerler 1070 kg/m3'a yakındır. Vücudundaki vücut yağ yüzdesini bilen herkes, kendi ortalama vücut yoğunluğunu hesaplamak için yukarıdaki formülü kullanabilir. Bu değerin kişinin maksimum nefesi verdiği andaki duruma karşılık geldiğini hatırlayın.
