La densità del corpo umano è una caratteristica importante della salute del corpo, quindi è utile sapere come calcolarla. Inoltre, questo valore è di fondamentale importanza in alcuni sport. Diamo un'occhiata più da vicino a questo problema nell'articolo.
Densità come quantità fisica
In fisica, la densità è intesa come un coefficiente che collega la massa e il volume di un corpo in un'unica uguaglianza. La formula per questa quantità è: ρ=m/V. Cioè, può essere calcolato se conosci esattamente la massa dell'oggetto misurato e il volume che occupa nello spazio.
Poiché la massa è misurata in chilogrammi e il volume è in metri cubi, le unità di densità saranno kg/m3 o g/cm3.
Densità corporea media e salute
Prima di passare alla considerazione della densità umana, va ricordato che il nostro corpo è costituito dai seguenti tessuti di base:
- grasso;
- muscolare;
- osso.
Ognuno di lorocontiene acqua. Il meno liquido si trova nelle ossa, quindi nel tessuto adiposo. I muscoli contengono più acqua. Se sottrai il peso del tessuto adiposo dalla massa totale di una persona, ottieni una cifra che viene comunemente chiamata massa corporea magra.
Negli anni '60 del secolo scorso, come risultato dello studio dei cadaveri umani essiccati di tre bianchi, gli scienziati hanno scoperto che la loro densità media di grasso era di 0,901 g/cm3, questo valore di peso secco è risultato essere 1.100 g/cm3. Tuttavia, studi successivi hanno dimostrato che la densità della massa secca varia effettivamente tra 1.082 g/cm3 e 1.113 g/cm3.
Cosa dicono questi dati? È semplice, più bassa è la densità media di una persona, più grasso contiene il suo corpo, il che significa maggiore è il rischio di malattie cardiovascolari.
Cifra specifica per densità
È difficile dare un valore specifico del valore della densità, per cui possiamo dire che è normale. Ciò è dovuto a un numero enorme di fattori che influenzano il suo valore. Qui si dovrebbe tenere conto della composizione minerale dell'osso, della massa muscolare, del peso del tessuto adiposo, i cui valori variano a seconda dell'età, del sesso e delle caratteristiche individuali del corpo.
Tuttavia, si possono citare alcuni dati raccolti da diverse fonti letterarie. Alcuni di essi danno una cifra per la densità media del corpo umano di 1070 kg/m3. Altri dicono che i suoi valori minimi siano 930-940 kg/m3. Una tale diffusione di valori è associata a una semplicefatto: la densità di una persona può diminuire notevolmente se riempie i polmoni di aria. Quindi, la densità di un corpo umano di 1070 kg/m3 indica che ha espirato completamente l'aria dai suoi polmoni, al contrario, il valore di 930 kg/m 3 ottenuto con un respiro completo.
Come viene calcolata la densità umana?
Come accennato in precedenza, per questo dovresti misurare la massa e il volume del corpo. Non ci sono problemi con la massa, devi solo stare sulla bilancia e ottenere immediatamente il valore esatto in chilogrammi. La misurazione del volume è più complicata.
Il volume di un corpo di qualsiasi forma complessa può essere determinato con precisione se è immerso in un liquido, ad esempio in acqua. Quindi la quantità di liquido spostata da un corpo completamente immerso sarà esattamente uguale all'indicatore desiderato. Questa proprietà viene utilizzata per determinare il volume di una persona che è seduta su una sedia speciale, a cui viene chiesto di espirare il peso dell'aria dai polmoni e quindi immersa nell'acqua. Misurando il suo peso sott'acqua, puoi ottenere la cifra appropriata per determinare l'indicatore desiderato.
Densità e capacità di nuoto umana
Come notato sopra, se una persona fa un respiro profondo, la sua densità media scende al di sotto di 1 g/cm3. A sua volta, dalla legge di Archimede deriva che se la densità media di un corpo supera questo valore per il liquido in cui si trova, allora questo corpo inevitabilmente affonderà. La densità dell'acqua dolce è 1 g/cm3, quindi se una persona si riempie i polmoni di aria, non lo farà mainon affogherà. Si noti che l'acqua di mare contiene una grande quantità di sali, che ne aumentano la densità. In alcuni casi, questo aumento supera il valore di 1070 kg/m3, quindi una persona può sdraiarsi in tale acqua senza paura di annegare anche con un'espirazione completa. Un esempio lampante è il Mar Morto, la cui densità dell'acqua è 1240 kg/m3.
È anche curioso considerare la questione di questo oggetto dal punto di vista del sesso di una persona. Il corpo femminile, in media, contiene più tessuto adiposo rispetto a quello maschile. Il grasso è un materiale relativamente sottile (0,901 g/cm3), il che significa che il gentil sesso può galleggiare più facilmente degli uomini.
Densità media di un uomo e di una donna: calcolo
I valori sopra indicati indicano che durante l'espirazione, la densità media del corpo umano è 1070 kg/m3. Tuttavia, questo valore non è specificato per donne e uomini. In questo paragrafo dell'articolo, cercheremo di ottenerlo per ogni genere, in base alle cifre sopra. Considera anche che in uno stato di salute la percentuale di grasso corporeo in un uomo è del 15,5% e per una donna questa cifra è del 22,5% (questi valori sono medie per i corrispondenti limiti di normalità).
Prima prendiamo la formula per la densità media. Sia la massa di un corpo umano m kg, quindi la massa di grasso al suo interno sarà uguale a pm e la massa secca sarà uguale a (1-p)m, dove p è la percentuale di tessuto adiposo. Il volume del corpo umano èsomma di massa grassa e secca. Considerando la formula data all'inizio dell'articolo, otteniamo: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, dove ρ1 e ρ2 sono rispettivamente le densità di massa grassa e secca. Ora possiamo calcolare la densità media dell'intero corpo, abbiamo: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Dato che ρ1=0,901 g/cm3 e ρ2=1,1 g/cm3 (i valori sono riportati sopra nell'articolo), quindi sostituendo la percentuale di grasso corporeo per uomini e donne, otteniamo:
- per gli uomini: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3o 1064 kg/cm3;
- per le donne: ρ=1/(0.225/0.901 + (1-0.225)/1.1)=1.048 g/cm3o 1048 kg/cm 3.
I valori calcolati sono vicini a 1070 kg/m3. Ogni persona, conoscendo la percentuale di grasso corporeo nel proprio corpo, può utilizzare la formula sopra per calcolare la propria densità corporea media. Ricordiamo che questo valore corrisponde allo stato in cui la persona ha effettuato la massima espirazione.
