Kepadatan tubuh manusia merupakan salah satu ciri penting kesehatan tubuh, sehingga bermanfaat untuk mengetahui cara menghitungnya. Selain itu, nilai ini sangat penting dalam beberapa olahraga. Mari kita lihat lebih dekat masalah ini di artikel.
Kerapatan sebagai besaran fisis
Dalam fisika, kerapatan dipahami sebagai koefisien yang menghubungkan massa dan volume suatu benda menjadi satu persamaan. Rumus untuk besaran ini adalah:=m/V. Artinya, dapat dihitung jika Anda tahu persis massa benda yang diukur dan volume yang ditempatinya di ruang angkasa.
Karena massa diukur dalam kilogram dan volume dalam meter kubik, satuan massa jenisnya adalah kg/m3 atau g/cm3.
Kepadatan dan kesehatan tubuh manusia rata-rata
Sebelum kita beralih ke pertimbangan kepadatan manusia, harus diingat bahwa tubuh kita terdiri dari jaringan dasar berikut:
- lemak;
- berotot;
- tulang.
Masing-masing dari merekamengandung air. Cairan paling sedikit ditemukan di tulang, kemudian di jaringan adiposa. Otot mengandung paling banyak air. Jika Anda mengurangi berat jaringan adiposa dari massa total seseorang, Anda mendapatkan angka yang biasa disebut massa tubuh tanpa lemak.
Pada tahun 60-an abad terakhir, sebagai hasil dari mempelajari mayat kering dari tiga orang kulit putih, para ilmuwan menemukan bahwa kepadatan lemak rata-rata mereka adalah 0,901 g/cm3, ini nilai berat keringnya adalah 1,100 g/cm3. Namun, penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa kerapatan massa kering sebenarnya bervariasi antara 1,082 g/cm3 hingga 1,113 g/cm3.
Apa yang dikatakan data ini? Sederhana saja, semakin rendah kepadatan rata-rata seseorang, semakin banyak lemak yang dikandung tubuhnya, yang berarti semakin tinggi risiko penyakit kardiovaskular.
Angka spesifik untuk kepadatan
Sulit untuk memberikan nilai spesifik dari nilai kerapatan, yang dengannya kita dapat mengatakan bahwa itu normal. Hal ini disebabkan oleh sejumlah besar faktor yang mempengaruhi nilainya. Di sini orang harus memperhitungkan komposisi mineral tulang, massa otot, berat jaringan adiposa, yang nilainya bervariasi tergantung pada usia, jenis kelamin, dan karakteristik individu tubuh.
Namun demikian, beberapa data yang dikumpulkan dari sejumlah sumber literatur dapat dikutip. Beberapa dari mereka memberikan angka untuk kepadatan rata-rata tubuh manusia 1070 kg/m3. Yang lain mengatakan bahwa nilai minimumnya adalah 930-940 kg/m3. Penyebaran nilai seperti itu dikaitkan dengan satu hal sederhanafakta: kepadatan seseorang dapat berkurang secara signifikan jika ia mengisi paru-parunya dengan udara. Jadi, massa jenis tubuh manusia 1070 kg/m3 menunjukkan bahwa ia benar-benar menghembuskan udara dari paru-parunya, sebaliknya, nilai 930 kg/m 3 diperoleh dengan napas penuh.
Bagaimana kepadatan manusia dihitung?
Seperti disebutkan di atas, untuk ini Anda harus mengukur massa dan volume tubuh. Tidak ada masalah dengan massa, Anda hanya perlu berdiri di atas timbangan dan segera mendapatkan nilai pasti dalam kilogram. Pengukuran volume lebih rumit.
Volume benda dengan bentuk kompleks apa pun dapat ditentukan secara akurat jika dicelupkan ke dalam cairan, misalnya, dalam air. Kemudian jumlah cairan yang dipindahkan oleh benda yang terendam sepenuhnya akan sama persis dengan indikator yang diinginkan. Sifat ini digunakan untuk menentukan volume seseorang yang duduk di kursi khusus, diminta untuk menghembuskan berat udara dari paru-paru, dan kemudian dicelupkan ke dalam air. Dengan mengukur beratnya di bawah air, Anda bisa mendapatkan angka yang sesuai untuk menentukan indikator yang diinginkan.
Kepadatan dan kemampuan berenang manusia
Seperti disebutkan di atas, jika seseorang menarik napas dalam-dalam, maka kepadatan rata-ratanya turun di bawah 1 g/cm3. Pada gilirannya, mengikuti hukum Archimedes bahwa jika kepadatan rata-rata suatu benda melebihi nilai ini untuk cairan di mana ia berada, maka benda ini pasti akan tenggelam. Massa jenis air tawar adalah 1 g/cm3, jadi jika seseorang mengisi paru-parunya dengan udara, ia tidak akan pernahtidak akan tenggelam. Perhatikan bahwa air laut mengandung sejumlah besar garam, yang meningkatkan kepadatannya. Dalam beberapa kasus, peningkatan ini melebihi nilai 1070 kg/m3, sehingga seseorang dapat berbaring di air seperti itu tanpa takut tenggelam bahkan dengan pernafasan penuh. Contoh mencolok adalah Laut Mati, massa jenis air di dalamnya adalah 1240 kg/m3.
Ini juga menarik untuk mempertimbangkan pertanyaan item ini dari sudut pandang jenis kelamin seseorang. Tubuh wanita, rata-rata, mengandung lebih banyak jaringan adiposa daripada pria. Lemak adalah bahan yang relatif tipis (0,901 g/cm3), yang berarti bahwa kaum hawa dapat mengapung lebih mudah daripada pria.
Kepadatan rata-rata pria dan wanita: perhitungan
Nilai di atas menunjukkan bahwa saat menghembuskan napas, kepadatan rata-rata tubuh manusia adalah 1070 kg/m3. Namun, nilai ini tidak ditentukan untuk wanita dan pria. Dalam paragraf artikel ini, kami akan mencoba mendapatkannya untuk setiap jenis kelamin, berdasarkan angka di atas. Perhatikan juga bahwa dalam keadaan sehat, persentase lemak tubuh pada pria adalah 15,5%, dan untuk wanita angka ini adalah 22,5% (nilai ini adalah rata-rata untuk batas normal yang sesuai).
Mari kita cari dulu rumus kepadatan rata-ratanya. Biarkan massa tubuh manusia menjadi m kg, maka massa lemak di dalamnya akan sama dengan pm, dan massa kering sama dengan (1-p)m, di mana p adalah persentase jaringan adiposa. Volume tubuh manusia adalahjumlah lemak dan massa kering. Mengingat rumus yang diberikan di awal artikel, kita mendapatkan: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, di mana 1 dan 2 berturut-turut adalah massa jenis lemak dan massa kering. Sekarang kita dapat menghitung kepadatan rata-rata seluruh tubuh, kita memiliki:=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Mengingat bahwa 1=0,901 g/cm3 dan 2=1.1 g/cm3 (nilai diberikan di atas dalam artikel), kemudian mengganti persentase lemak tubuh untuk pria dan wanita, kita mendapatkan:
- untuk pria:=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1,064 g/cm3atau 1064 kg/cm3;
- untuk wanita:=1/(0.225/0.901 + (1-0,225)/1.1)=1,048 g/cm3atau 1048 kg/cm 3.
Nilai yang dihitung mendekati 1070 kg/m3. Setiap orang, mengetahui persentase lemak tubuh dalam tubuhnya, dapat menggunakan rumus di atas untuk menghitung kepadatan rata-rata tubuhnya sendiri. Ingatlah bahwa nilai ini sesuai dengan keadaan ketika orang tersebut melakukan pernafasan maksimum.
