ადამიანის სხეულის სიმკვრივე ორგანიზმის ჯანმრთელობის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია, ამიტომ სასარგებლოა მისი გამოთვლა. უფრო მეტიც, ამ მნიშვნელობას ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვს სპორტის ზოგიერთ სახეობაში. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ ამ საკითხს სტატიაში.
სიმკვრივე როგორც ფიზიკური რაოდენობა
ფიზიკაში სიმკვრივე გაგებულია, როგორც კოეფიციენტი, რომელიც აკავშირებს სხეულის მასას და მოცულობას ერთ თანასწორობაში. ამ სიდიდის ფორმულაა: ρ=m/V. ანუ, მისი გამოთვლა შესაძლებელია, თუ ზუსტად იცით გაზომილი ობიექტის მასა და მოცულობა, რომელსაც ის იკავებს სივრცეში.
რადგან მასა იზომება კილოგრამებში და მოცულობა არის კუბურ მეტრებში, სიმკვრივის ერთეული იქნება კგ/მ3 ან გ/სმ3.
ადამიანის სხეულის საშუალო სიმკვრივე და ჯანმრთელობა
სანამ გადავალთ ადამიანის სიმკვრივის განხილვაზე, უნდა გვახსოვდეს, რომ ჩვენი სხეული შედგება შემდეგი ძირითადი ქსოვილებისგან:
- ცხიმიანი;
- კუნთოვანი;
- bone.
თითოეული მათგანიშეიცავს წყალს. ყველაზე ნაკლები სითხე გვხვდება ძვლებში, შემდეგ ცხიმოვან ქსოვილში. კუნთები შეიცავს ყველაზე მეტ წყალს. თუ ცხიმოვანი ქსოვილის წონას გამოაკლებთ ადამიანის მთლიან მასას, მიიღებთ ფიგურას, რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ მჭლე სხეულის მასას.
გასული საუკუნის 60-იან წლებში, სამი თეთრი ადამიანის გამხმარი ადამიანის გვამის შესწავლის შედეგად, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ მათი ცხიმის საშუალო სიმკვრივე იყო 0,901 გ/სმ3, ეს მშრალი წონის მნიშვნელობა აღმოჩნდა 1,100 გ/სმ3. თუმცა, შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა, რომ მშრალი მასის სიმკვრივე რეალურად მერყეობს 1,082 გ/სმ3-დან 1,113 გ/სმ3 -მდე.-მდე.
რას ამბობს ეს მონაცემები? მარტივია, რაც უფრო დაბალია ადამიანის საშუალო სიმკვრივე, მით მეტ ცხიმს შეიცავს მისი სხეული, რაც ნიშნავს, რომ მით უფრო მაღალია გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების რისკი.
სპეციფიკური მაჩვენებელი სიმკვრივისთვის
რთულია სიმკვრივის მნიშვნელობის კონკრეტული მნიშვნელობის მიცემა, რომლითაც შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ის ნორმალურია. ეს გამოწვეულია ფაქტორების დიდი რაოდენობით, რომლებიც გავლენას ახდენენ მის ღირებულებაზე. აქ გასათვალისწინებელია ძვლის მინერალური შემადგენლობა, კუნთოვანი მასა, ცხიმოვანი ქსოვილის წონა, რომელთა მნიშვნელობები განსხვავდება ასაკის, სქესის და სხეულის ინდივიდუალური მახასიათებლების მიხედვით.
მიუხედავად ამისა, რამდენიმე ლიტერატურული წყაროდან შეგროვებული ზოგიერთი მონაცემის მოყვანა შეიძლება. ზოგიერთი მათგანი იძლევა ფიგურას ადამიანის სხეულის საშუალო სიმკვრივისთვის 1070 კგ/მ3. სხვები ამბობენ, რომ მისი მინიმალური მნიშვნელობებია 930-940 კგ/მ3. ღირებულებების ასეთი გავრცელება დაკავშირებულია ერთ მარტივთანფაქტი: ადამიანის სიმკვრივე შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს, თუ ის ფილტვებს ჰაერით ავსებს. ამრიგად, ადამიანის სხეულის სიმკვრივე 1070 კგ/მ3 მიუთითებს იმაზე, რომ მან მთლიანად ამოისუნთქა ჰაერი ფილტვებიდან, პირიქით, მნიშვნელობა 930 კგ/მ. 3 მიღებული სრული ამოსუნთქვით.
როგორ გამოითვლება ადამიანის სიმკვრივე?
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ამისათვის თქვენ უნდა გაზომოთ სხეულის მასა და მოცულობა. მასაზე არანაირი პრობლემა არ არის, უბრალოდ უნდა დადგე სასწორზე და დაუყოვნებლივ მიიღოთ ზუსტი მნიშვნელობა კილოგრამებში. მოცულობის გაზომვა უფრო რთულია.
აბსოლუტურად ნებისმიერი რთული ფორმის სხეულის მოცულობა შეიძლება ზუსტად განისაზღვროს, თუ ის ჩაეფლო სითხეში, მაგალითად, წყალში. მაშინ მთლიანად ჩაძირული სხეულის მიერ გადაადგილებული სითხის რაოდენობა ზუსტად იქნება სასურველი მაჩვენებლის ტოლი. ეს თვისება გამოიყენება იმ ადამიანის მოცულობის დასადგენად, რომელიც ზის სპეციალურ სკამზე, სთხოვს ამოისუნთქოს ჰაერის წონა ფილტვებიდან და შემდეგ ჩაეფლოს წყალში. წყლის ქვეშ მისი წონის გაზომვით, შეგიძლიათ მიიღოთ შესაბამისი მაჩვენებელი სასურველი მაჩვენებლის დასადგენად.
სიმკვრივე და ადამიანის ცურვის უნარი
როგორც ზემოთ აღინიშნა, თუ ადამიანი ღრმად სუნთქავს, მაშინ მისი საშუალო სიმკვრივე ეცემა 1 გ/სმ-ზე დაბლა3. თავის მხრივ, არქიმედეს კანონიდან გამომდინარეობს, რომ თუ სხეულის საშუალო სიმკვრივე აღემატება ამ მნიშვნელობას იმ სითხისთვის, რომელშიც ის მდებარეობს, მაშინ ეს სხეული აუცილებლად ჩაიძირება. მტკნარი წყლის სიმკვრივეა 1 გ/სმ3, ასე რომ, თუ ადამიანი ფილტვებს ჰაერით ავსებს, ის არასოდესარ დაიხრჩო. გაითვალისწინეთ, რომ ზღვის წყალი შეიცავს დიდი რაოდენობით მარილებს, რაც ზრდის მის სიმკვრივეს. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს მატება აღემატება 1070 კგ/მ3 მნიშვნელობას, ამიტომ ადამიანს სრული ამოსუნთქვითაც კი შეუძლია ასეთ წყალში დაწოლა დახრჩობის შიშის გარეშე. თვალსაჩინო მაგალითია მკვდარი ზღვა, მასში წყლის სიმკვრივეა 1240 კგ/მ3.
ასევე საინტერესოა ამ საკითხის განხილვა ადამიანის სქესის თვალსაზრისით. ქალის სხეული, საშუალოდ, შეიცავს უფრო მეტ ცხიმოვან ქსოვილს, ვიდრე მამაკაცის. ცხიმი შედარებით თხელი მასალაა (0,901 გ/სმ3), რაც ნიშნავს, რომ მშვენიერი სქესის წარმომადგენლებს შეუძლიათ უფრო ადვილად ცურავდნენ, ვიდრე მამაკაცები.
მამაკაცისა და ქალის საშუალო სიმკვრივე: გამოთვლა
ზემოხსენებული მნიშვნელობები მიუთითებს, რომ ამოსუნთქვისას ადამიანის სხეულის საშუალო სიმკვრივეა 1070 კგ/მ3. თუმცა, ეს მნიშვნელობა არ არის მითითებული ქალებისთვის და მამაკაცებისთვის. სტატიის ამ პარაგრაფში ჩვენ შევეცდებით მივიღოთ იგი თითოეული სქესისთვის, ზემოთ მოცემული ფიგურებიდან გამომდინარე. ასევე გაითვალისწინეთ, რომ ჯანმრთელ მდგომარეობაში, სხეულის ცხიმის პროცენტი მამაკაცში არის 15,5%, ხოლო ქალისთვის ეს მაჩვენებელი 22,5% (ეს მნიშვნელობები საშუალოა შესაბამისი ნორმალური საზღვრებისთვის).
ჯერ მივიღოთ საშუალო სიმკვრივის ფორმულა. ადამიანის სხეულის მასა იყოს m კგ, მაშინ მასში ცხიმის მასა იქნება pm, ხოლო მშრალი მასა უდრის (1-p)m, სადაც p არის ცხიმოვანი ქსოვილის პროცენტი. ადამიანის სხეულის მოცულობა არისცხიმისა და მშრალი მასის ჯამი. სტატიის დასაწყისში მოცემული ფორმულის გათვალისწინებით, მივიღებთ: V=pm/ρ1 + (1-p)m/ρ2, სადაც ρ1 და ρ2 არის ცხიმოვანი და მშრალი მასის სიმკვრივე, შესაბამისად. ახლა ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ მთელი სხეულის საშუალო სიმკვრივე, გვაქვს: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(p/ρ1 + (1-პ)/ρ2).
იმის გათვალისწინებით, რომ ρ1=0.901 გ/სმ3 და ρ2=1.1 გ/სმ3 (მნიშვნელობები მოცემულია ზემოთ სტატიაში), შემდეგ მამაკაცებისა და ქალების სხეულის ცხიმის პროცენტის ჩანაცვლებით მივიღებთ:
- მამაკაცებისთვის: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 გ/სმ3ან 1064 კგ/სმ3;
- ქალებისთვის: ρ=1/(0,225/0,901 + (1-0,225)/1,1)=1,048 გ/სმ3ან 1048 კგ/სმ 3.
გამოთვლილი მნიშვნელობები ახლოს არის 1070 კგ/მ3. თითოეულ ადამიანს, იცის სხეულის ცხიმის პროცენტული რაოდენობა მის სხეულში, შეუძლია გამოიყენოს ზემოაღნიშნული ფორმულა საკუთარი სხეულის საშუალო სიმკვრივის გამოსათვლელად. შეგახსენებთ, რომ ეს მნიშვნელობა შეესაბამება მდგომარეობას, როდესაც ადამიანმა გააკეთა მაქსიმალური ამოსუნთქვა.
