A densidade do corpo humano é uma característica importante da saúde do corpo, por isso é útil saber como calculá-la. Além disso, esse valor é de fundamental importância em alguns esportes. Vamos dar uma olhada mais de perto nesta questão no artigo.
Densidade como grandeza física
Na física, a densidade é entendida como um coeficiente que conecta a massa e o volume de um corpo em uma única igualdade. A fórmula para esta quantidade é: ρ=m/V. Ou seja, pode ser calculado se você souber exatamente a massa do objeto medido e o volume que ele ocupa no espaço.
Como a massa é medida em quilogramas e o volume em metros cúbicos, as unidades de densidade serão kg/m3 ou g/cm3.
Densidade e saúde média do corpo humano
Antes de passarmos à consideração da densidade humana, deve-se lembrar que nosso corpo consiste dos seguintes tecidos básicos:
- gordo;
- muscular;
- osso.
Cada um delescontém água. O menos líquido é encontrado nos ossos, depois no tecido adiposo. Os músculos contêm mais água. Se você subtrair o peso do tecido adiposo da massa total de uma pessoa, você obtém um valor que é comumente chamado de massa corporal magra.
Nos anos 60 do século passado, como resultado do estudo dos cadáveres humanos secos de três pessoas brancas, os cientistas descobriram que sua densidade média de gordura era de 0,901 g/cm3, este valor de peso seco foi de 1,100 g/cm3. No entanto, estudos posteriores mostraram que a densidade de massa seca na verdade varia entre 1,082 g/cm3 a 1,113 g/cm3.
O que esses dados dizem? É simples, quanto menor a densidade média de uma pessoa, mais gordura seu corpo contém, o que significa que maior o risco de doença cardiovascular.
Valor específico para densidade
É difícil dar um valor específico do valor da densidade, pelo qual podemos dizer que é normal. Isso se deve a um grande número de fatores que influenciam seu valor. Aqui deve-se levar em consideração a composição mineral do osso, massa muscular, peso do tecido adiposo, cujos valores variam de acordo com a idade, sexo e características individuais do corpo.
No entanto, alguns dados coletados de várias fontes literárias podem ser citados. Alguns deles dão um valor para a densidade média do corpo humano de 1070 kg/m3. Outros dizem que seus valores mínimos são 930-940 kg/m3. Tal dispersão de valores está associada a um simplesfato: a densidade de uma pessoa pode diminuir significativamente se ela encher os pulmões de ar. Assim, a densidade de um corpo humano de 1070 kg/m3 indica que ele exalou completamente o ar de seus pulmões, ao contrário, o valor de 930 kg/m 3 obtido com uma respiração completa.
Como é calculada a densidade humana?
Como mencionado acima, para isso você deve medir a massa e o volume do corpo. Não há problemas com a massa, você só precisa subir na balança e obter imediatamente o valor exato em quilogramas. A medição do volume é mais complicada.
O volume de um corpo de absolutamente qualquer forma complexa pode ser determinado com precisão se estiver imerso em um líquido, por exemplo, em água. Então a quantidade de líquido deslocada por um corpo completamente imerso será exatamente igual ao indicador desejado. Essa propriedade é usada para determinar o volume de uma pessoa sentada em uma cadeira especial, solicitada a exalar o peso do ar dos pulmões e depois imersa em água. Ao medir seu peso debaixo d'água, você pode obter o valor apropriado para determinar o indicador desejado.
Densidade e capacidade de natação humana
Como observado acima, se uma pessoa respira fundo, sua densidade média cai abaixo de 1 g/cm3. Por sua vez, decorre da lei de Arquimedes que, se a densidade média de um corpo exceder esse valor para o líquido em que está localizado, esse corpo inevitavelmente afundará. A densidade da água doce é 1 g/cm3, portanto, se uma pessoa encher seus pulmões de ar, ela nuncanão vai se afogar. Observe que a água do mar contém uma grande quantidade de sais, que aumentam sua densidade. Em alguns casos, esse aumento ultrapassa o valor de 1070 kg/m3, de modo que uma pessoa pode ficar deitada nessa água sem medo de se afogar mesmo com uma expiração completa. Um exemplo marcante é o Mar Morto, a densidade da água nele é 1240 kg/m3.
Também é curioso considerar a questão deste item do ponto de vista do gênero de uma pessoa. O corpo feminino, em média, contém mais tecido adiposo que o masculino. A gordura é um material relativamente fino (0,901 g/cm3), o que significa que o belo sexo pode flutuar mais facilmente do que os homens.
Densidade média de um homem e uma mulher: cálculo
Os valores acima indicam que ao expirar, a densidade média do corpo humano é 1070 kg/m3. No entanto, esse valor não é especificado para mulheres e homens. Neste parágrafo do artigo, tentaremos obtê-lo para cada gênero, com base nas figuras acima. Considere também que em um estado saudável, o percentual de gordura corporal em um homem é de 15,5%, e para uma mulher esse valor é de 22,5% (esses valoressão médias para os limites normais correspondentes).
Vamos primeiro obter a fórmula para a densidade média. Seja a massa de um corpo humano m kg, então a massa de gordura nele será igual a pm, e a massa seca será igual a (1-p)m, onde p é a porcentagem de tecido adiposo. O volume do corpo humano ésoma de gordura e massa seca. Considerando a fórmula dada no início do artigo, temos: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, onde ρ1 e ρ2 são as densidades de massa gorda e seca, respectivamente. Agora podemos calcular a densidade média de todo o corpo, temos: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Dado que ρ1=0,901 g/cm3 e ρ2=1,1 g/cm3 (os valores são dados acima no artigo), então substituindo o percentual de gordura corporal para homens e mulheres, temos:
- para homens: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3ou 1064 kg/cm3;
- para mulheres: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3ou 1048 kg/cm 3.
Os valores calculados estão próximos de 1070 kg/m3. Cada pessoa, conhecendo a porcentagem de gordura corporal em seu corpo, pode usar a fórmula acima para calcular sua própria densidade corporal média. Lembre-se que este valor corresponde ao estado em que a pessoa fez a expiração máxima.
