La densidad del cuerpo humano es una característica importante de la salud del cuerpo, por lo que es útil saber cómo calcularla. Además, este valor es de fundamental importancia en algunos deportes. Echemos un vistazo más de cerca a este problema en el artículo.
Densidad como cantidad física
En física, la densidad se entiende como un coeficiente que conecta la masa y el volumen de un cuerpo en una sola igualdad. La fórmula para esta cantidad es: ρ=m/V. Es decir, se puede calcular si se conoce exactamente la masa del objeto medido y el volumen que ocupa en el espacio.
Dado que la masa se mide en kilogramos y el volumen en metros cúbicos, las unidades de densidad serán kg/m3 o g/cm3.
Densidad y salud promedio del cuerpo humano
Antes de pasar a la consideración de la densidad humana, debe recordarse que nuestro cuerpo consta de los siguientes tejidos básicos:
- grasa;
- musculoso;
- hueso.
Cada uno de elloscontiene agua. La menor cantidad de líquido se encuentra en los huesos, luego en el tejido adiposo. Los músculos contienen la mayor cantidad de agua. Si restas el peso del tejido adiposo de la masa total de una persona, obtienes una cifra que comúnmente se denomina masa corporal magra.
En los años 60 del siglo pasado, como resultado del estudio de los cadáveres humanos secos de tres personas blancas, los científicos encontraron que su densidad de grasa promedio era de 0,901 g/cm3, se encontró que este valor de peso seco era 1.100 g/cm3. Sin embargo, estudios posteriores han demostrado que la densidad de masa seca en realidad varía entre 1,082 g/cm3 y 1,113 g/cm3.
¿Qué dicen estos datos? Es simple, cuanto menor es la densidad media de una persona, más grasa contiene su cuerpo, lo que significa mayor riesgo de enfermedad cardiovascular.
Cifra específica para la densidad
Es difícil dar un valor específico del valor de la densidad, por lo que podemos decir que es normal. Esto se debe a una gran cantidad de factores que influyen en su valor. Aquí se debe tener en cuenta la composición mineral del hueso, la masa muscular, el peso del tejido adiposo, cuyos valores varían según la edad, el sexo y las características individuales del organismo.
Sin embargo, se pueden citar algunos datos recopilados de varias fuentes literarias. Algunos de ellos dan una cifra para la densidad media del cuerpo humano de 1070 kg/m3. Otros dicen que sus valores mínimos son 930-940 kg/m3. Tal dispersión de valores está asociada con un simplehecho: la densidad de una persona puede disminuir significativamente si llena sus pulmones con aire. Así, la densidad de un cuerpo humano de 1070 kg/m3 indica que exhaló completamente aire de sus pulmones, por el contrario, el valor de 930 kg/m 3 obtenido con una respiración completa.
¿Cómo se calcula la densidad humana?
Como se mencionó anteriormente, para esto debes medir la masa y el volumen del cuerpo. No hay problemas con la masa, solo necesita pararse en la balanza e inmediatamente obtener el valor exacto en kilogramos. La medición de volumen es más complicada.
El volumen de un cuerpo de absolutamente cualquier forma compleja se puede determinar con precisión si se sumerge en un líquido, por ejemplo, en agua. Entonces la cantidad de líquido desplazado por un cuerpo completamente sumergido será exactamente igual al indicador deseado. Esta propiedad se usa para determinar el volumen de una persona que está sentada en una silla especial, se le pide que exhale el peso del aire de los pulmones y luego se sumerge en agua. Al medir su peso bajo el agua, puede obtener la cifra adecuada para determinar el indicador deseado.
Densidad y capacidad humana para nadar
Como se indicó anteriormente, si una persona respira profundamente, su densidad promedio cae por debajo de 1 g/cm3. A su vez, de la ley de Arquímedes se deduce que si la densidad media de un cuerpo supera este valor para el líquido en el que se encuentra, este cuerpo inevitablemente se hundirá. La densidad del agua dulce es de 1 g/cm3, por lo que si una persona llena sus pulmones de aire, nuncano se ahogará. Tenga en cuenta que el agua de mar contiene una gran cantidad de sales, que aumentan su densidad. En algunos casos, este aumento supera el valor de 1070 kg/m3, por lo que una persona puede acostarse en ese agua sin temor a ahogarse incluso con una exhalación completa. Un ejemplo sorprendente es el Mar Muerto, la densidad del agua es de 1240 kg/m3.
También es curioso considerar la cuestión de este artículo desde el punto de vista del género de una persona. El cuerpo femenino, en promedio, contiene más tejido adiposo que el masculino. La grasa es un material relativamente delgado (0,901 g/cm3), lo que significa que el sexo justo puede flotar más fácilmente que los hombres.
Densidad media de un hombre y una mujer: cálculo
Los valores anteriores indican que al exhalar, la densidad media del cuerpo humano es de 1070 kg/m3. Sin embargo, este valor no se especifica para mujeres y hombres. En este párrafo del artículo intentaremos conseguirlo para cada género, basándonos en las cifras anteriores. Considere también que en un estado saludable, el porcentaje de grasa corporal en un hombre es del 15,5%, y para una mujer esta cifra es del 22,5% (estos valores son promedios para los límites normales correspondientes).
Primero obtengamos la fórmula para la densidad promedio. Sea la masa de un cuerpo humano m kg, entonces la masa de grasa será igual a pm, y la masa seca será igual a (1-p)m, donde p es el porcentaje de tejido adiposo. El volumen del cuerpo humano essuma de grasa y masa seca. Considerando la fórmula dada al principio del artículo, obtenemos: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, donde ρ1 y ρ2 son las densidades de masa seca y grasa, respectivamente. Ahora podemos calcular la densidad promedio de todo el cuerpo, tenemos: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-p)/ρ2).
Dado que ρ1=0,901 g/cm3 y ρ2=1,1 g/cm3 (los valores se dan arriba en el artículo), luego sustituyendo el porcentaje de grasa corporal para hombres y mujeres, obtenemos:
- para hombres: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 g/cm3o 1064 kg/cm3;
- para mujeres: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 g/cm3o 1048 kg/cm 3.
Los valores calculados están cerca de 1070 kg/m3. Cada persona, conociendo el porcentaje de grasa corporal en su cuerpo, puede usar la fórmula anterior para calcular su propia densidad corporal promedio. Recuérdese que este valor corresponde al estado en que la persona realizó la máxima espiración.
