Մարդու մարմնի խտությունը մարմնի առողջության կարևոր հատկանիշն է, ուստի օգտակար է իմանալ, թե ինչպես կարելի է այն հաշվարկել: Ընդ որում, որոշ մարզաձեւերում այս արժեքը հիմնարար նշանակություն ունի։ Եկեք մանրամասնորեն նայենք այս հարցին հոդվածում։
Խտությունը որպես ֆիզիկական մեծություն
Ֆիզիկայի մեջ խտությունը հասկացվում է որպես գործակից, որը կապում է մարմնի զանգվածը և ծավալը մեկ հավասարության մեջ: Այս մեծության բանաձևն է՝ ρ=m/V: Այսինքն՝ այն կարելի է հաշվարկել, եթե հստակ գիտեք չափված առարկայի զանգվածը և այն ծավալը, որը զբաղեցնում է տարածության մեջ։
Քանի որ զանգվածը չափվում է կիլոգրամներով, իսկ ծավալը՝ խորանարդ մետրով, ապա խտության միավորները կլինեն կգ/մ3 կամ գ/սմ3.
Մարդու մարմնի միջին խտությունը և առողջությունը
Նախքան մարդու խտության քննարկմանը անցնելը, պետք է հիշել, որ մեր մարմինը բաղկացած է հետևյալ հիմնական հյուսվածքներից.
- ճարպոտ;
- մկանային;
- ոսկոր.
Նրանցից յուրաքանչյուրըպարունակում է ջուր. Ամենաքիչ հեղուկը հայտնաբերվում է ոսկորներում, ապա ճարպային հյուսվածքում։ Ամենաշատ ջուրը պարունակում է մկանները։ Եթե մարդու ընդհանուր զանգվածից հանում եք ճարպային հյուսվածքի քաշը, կստանաք մի ցուցանիշ, որը սովորաբար կոչվում է նիհար մարմնի զանգված։
Անցյալ դարի 60-ականներին երեք սպիտակամորթ մարդկանց չորացած դիակների ուսումնասիրության արդյունքում գիտնականները պարզեցին, որ նրանց միջին ճարպային խտությունը կազմում էր 0,901 գ/սմ3, սա չոր քաշի արժեքը պարզվել է 1,100 գ/սմ3: Այնուամենայնիվ, ավելի ուշ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ չոր զանգվածի խտությունը իրականում տատանվում է 1,082 գ/սմ3-ից մինչև 1,113 գ/սմ3::
Ի՞նչ են ասում այս տվյալները: Պարզ է, որքան ցածր է մարդու միջին խտությունը, այնքան ավելի շատ ճարպ է պարունակում նրա օրգանիզմը, ինչը նշանակում է, որ այնքան մեծ է սրտանոթային հիվանդությունների ռիսկը։
Խտության հատուկ ցուցանիշ
Դժվար է տալ խտության արժեքի կոնկրետ արժեք, որով կարելի է ասել, որ այն նորմալ է։ Դա պայմանավորված է դրա արժեքի վրա ազդող հսկայական թվով գործոններով: Այստեղ պետք է հաշվի առնել ոսկրերի հանքային բաղադրությունը, մկանային զանգվածը, ճարպային հյուսվածքի քաշը, որոնց արժեքները տատանվում են՝ կախված տարիքից, սեռից և մարմնի անհատական հատկանիշներից։
Այնուամենայնիվ, կարելի է մեջբերել մի շարք գրական աղբյուրներից հավաքված որոշ տվյալներ։ Դրանցից ոմանք տալիս են մարդու մարմնի միջին խտությունը 1070 կգ/մ3։ Մյուսներն ասում են, որ դրա նվազագույն արժեքներն են 930-940 կգ/մ3: Արժեքների նման տարածումը կապված է մեկ պարզի հետփաստ. մարդու խտությունը կարող է զգալիորեն նվազել, եթե նա թոքերը օդով լցնի։ Այսպիսով, մարդու մարմնի խտությունը 1070 կգ/մ3 ցույց է տալիս, որ նա ամբողջությամբ օդ է արտաշնչել թոքերից, ընդհակառակը, արժեքը 930 կգ/մ է: 3 ստացվել է լիարժեք շնչով։
Ինչպե՞ս է հաշվարկվում մարդու խտությունը:
Ինչպես նշվեց վերևում, դրա համար պետք է չափել մարմնի զանգվածը և ծավալը։ Զանգվածի հետ կապված խնդիրներ չկան, պարզապես պետք է կանգնել կշեռքի վրա և անմիջապես ստանալ ճշգրիտ արժեքը կիլոգրամներով։ Ծավալի չափումն ավելի բարդ է։
Բացարձակ ցանկացած բարդ ձև ունեցող մարմնի ծավալը կարելի է ճշգրիտ որոշել, եթե այն ընկղմված է հեղուկի մեջ, օրինակ՝ ջրի մեջ։ Այնուհետև ամբողջությամբ ընկղմված մարմնի կողմից տեղաշարժված հեղուկի քանակությունը ճշգրիտ հավասար կլինի ցանկալի ցուցանիշին: Այս հատկությունն օգտագործվում է որոշելու այն մարդու ծավալը, ով նստած է հատուկ աթոռի վրա, խնդրել է արտաշնչել օդի քաշը թոքերից, իսկ հետո ընկղմել ջրի մեջ: Չափելով դրա քաշը ջրի տակ՝ կարող եք ստանալ համապատասխան ցուցանիշ՝ ցանկալի ցուցանիշը որոշելու համար։
Խտություն և մարդու լողի կարողություն
Ինչպես նշվեց վերևում, եթե մարդը խորը շունչ է քաշում, ապա նրա միջին խտությունը իջնում է 1 գ/սմ-ից 3: Իր հերթին, Արքիմեդի օրենքից հետևում է, որ եթե մարմնի միջին խտությունը գերազանցի այս արժեքը այն հեղուկի համար, որում այն գտնվում է, ապա այս մարմինն անխուսափելիորեն կխորտակվի: Քաղցրահամ ջրի խտությունը 1 գ/սմ է3, այնպես որ, եթե մարդ իր թոքերը օդով լցնի, նա երբեք չիչի խեղդվի: Նշենք, որ ծովի ջուրը պարունակում է մեծ քանակությամբ աղեր, որոնք մեծացնում են դրա խտությունը։ Որոշ դեպքերում այս աճը գերազանցում է 1070 կգ/մ3 արժեքը, ուստի մարդը կարող է պառկել այդպիսի ջրի մեջ՝ չվախենալով խեղդվելու նույնիսկ լիարժեք արտաշնչումով։ Վառ օրինակ է Մեռյալ ծովը, որի մեջ ջրի խտությունը 1240 կգ/մ է3.
Հետաքրքիր է նաև այս կետի հարցը դիտարկել անձի սեռի տեսանկյունից: Կանանց մարմինը միջինում ավելի շատ ճարպային հյուսվածք է պարունակում, քան արականը։ Ճարպը համեմատաբար բարակ նյութ է (0,901 գ/սմ3), ինչը նշանակում է, որ գեղեցիկ սեռի ներկայացուցիչները կարող են ավելի հեշտությամբ լողալ, քան տղամարդիկ։
Տղամարդու և կնոջ միջին խտությունը. հաշվարկ
Վերոնշյալ արժեքները ցույց են տալիս, որ արտաշնչելիս մարդու մարմնի միջին խտությունը կազմում է 1070 կգ/մ3: Այնուամենայնիվ, այս արժեքը նշված չէ կանանց և տղամարդկանց համար: Հոդվածի այս պարբերությունում մենք կփորձենք ստանալ այն յուրաքանչյուր սեռի համար՝ հիմնվելով վերը նշված թվերի վրա: Հաշվի առեք նաև, որ առողջ վիճակում տղամարդու մարմնի ճարպի տոկոսը կազմում է 15,5%, իսկ կնոջ համար՝ 22,5% (այս արժեքները միջին են համապատասխան նորմալ սահմանների համար):
:
Եկեք նախ ստանանք միջին խտության բանաձևը: Թող մարդու մարմնի զանգվածը լինի m կգ, ապա դրա մեջ ճարպի զանգվածը հավասար կլինի pm, իսկ չոր զանգվածը՝ (1-p)m, որտեղ p-ն ճարպային հյուսվածքի տոկոսն է։ Մարդու մարմնի ծավալն էճարպի և չոր զանգվածի գումարը. Հաշվի առնելով հոդվածի սկզբում տրված բանաձևը՝ մենք ստանում ենք՝ V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, որտեղ ρ1 և ρ2 համապատասխանաբար ճարպային և չոր զանգվածի խտություններ են: Այժմ մենք կարող ենք հաշվարկել ամբողջ մարմնի միջին խտությունը, ունենք՝ ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Հաշվի առնելով, որ ρ1=0,901 գ/սմ3 և ρ2=1,1 գ/սմ3 (արժեքները տրված են վերևում հոդվածում), այնուհետև փոխարինելով տղամարդկանց և կանանց մարմնի ճարպի տոկոսը, մենք ստանում ենք՝
- տղամարդկանց համար՝ ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 գ/սմ3կամ 1064 կգ/սմ3;
- կանանց համար՝ ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 գ/սմ3կամ 1048 կգ/սմ 3.
Հաշվարկված արժեքները մոտ են 1070 կգ/մ3: Յուրաքանչյուր մարդ, իմանալով մարմնի ճարպի տոկոսը, կարող է օգտագործել վերը նշված բանաձևը՝ իր սեփական մարմնի միջին խտությունը հաշվարկելու համար: Հիշեցնենք, որ այս արժեքը համապատասխանում է այն վիճակին, երբ մարդը առավելագույն արտաշնչում է արել։
