मानव शरीर का घनत्व शरीर के स्वास्थ्य की एक महत्वपूर्ण विशेषता है, इसलिए यह जानना उपयोगी है कि इसकी गणना कैसे की जाती है। इसके अलावा, कुछ खेलों में इस मूल्य का मौलिक महत्व है। आइए लेख में इस मुद्दे पर करीब से नज़र डालें।
भौतिक मात्रा के रूप में घनत्व
भौतिकी में, घनत्व को एक गुणांक के रूप में समझा जाता है जो किसी पिंड के द्रव्यमान और आयतन को एक समानता में जोड़ता है। इस मात्रा का सूत्र है:=m/V. यही है, इसकी गणना की जा सकती है यदि आप मापी गई वस्तु के द्रव्यमान और अंतरिक्ष में व्याप्त मात्रा को ठीक से जानते हैं।
चूंकि द्रव्यमान किलोग्राम में मापा जाता है और आयतन घन मीटर में होता है, इसलिए घनत्व की इकाइयाँ kg/m3 या g/cm3 होंगी।.
औसत मानव शरीर घनत्व और स्वास्थ्य
इससे पहले कि हम मानव घनत्व पर विचार करें, यह याद रखना चाहिए कि हमारे शरीर में निम्नलिखित मूल ऊतक होते हैं:
- मोटा;
- पेशी;
- हड्डी।
उनमें से प्रत्येकपानी होता है। सबसे कम तरल हड्डियों में पाया जाता है, फिर वसा ऊतक में। मांसपेशियों में सबसे अधिक पानी होता है। यदि आप किसी व्यक्ति के कुल द्रव्यमान से वसा ऊतक के वजन को घटाते हैं, तो आपको एक आंकड़ा मिलता है जिसे आमतौर पर दुबला शरीर द्रव्यमान कहा जाता है।
पिछली सदी के 60 के दशक में, तीन गोरे लोगों की सूखी हुई मानव लाशों के अध्ययन के परिणामस्वरूप, वैज्ञानिकों ने पाया कि उनकी औसत वसा घनत्व 0.901 g/cm3 थी, यह शुष्क भार मान 1.100 g/cm3 पाया गया। हालांकि, बाद के अध्ययनों से पता चला है कि शुष्क द्रव्यमान घनत्व वास्तव में 1.082 g/cm3 से 1.113 g/cm3. के बीच भिन्न होता है।
यह डेटा क्या कहता है? यह आसान है, किसी व्यक्ति का औसत घनत्व जितना कम होता है, उसके शरीर में उतनी ही अधिक वसा होती है, जिसका अर्थ है कि हृदय रोग का खतरा अधिक होता है।
घनत्व के लिए विशिष्ट आंकड़ा
घनत्व मान का एक विशिष्ट मान देना कठिन है, जिससे हम कह सकते हैं कि यह सामान्य है। यह इसके मूल्य को प्रभावित करने वाले कारकों की एक बड़ी संख्या के कारण है। यहां किसी को हड्डी की खनिज संरचना, मांसपेशियों, वसा ऊतक के वजन को ध्यान में रखना चाहिए, जिसके मूल्य शरीर की उम्र, लिंग और व्यक्तिगत विशेषताओं के आधार पर भिन्न होते हैं।
फिर भी, कई साहित्यिक स्रोतों से एकत्र किए गए कुछ आंकड़ों का हवाला दिया जा सकता है। उनमें से कुछ मानव शरीर के औसत घनत्व के लिए 1070 किग्रा/घन मीटर का आंकड़ा देते हैं। दूसरों का कहना है कि इसका न्यूनतम मान 930-940 किग्रा/मी3 है। मूल्यों का ऐसा प्रसार एक साधारण के साथ जुड़ा हुआ हैतथ्य: यदि व्यक्ति अपने फेफड़ों को हवा से भरता है तो उसका घनत्व काफी कम हो सकता है। इस प्रकार, मानव शरीर का घनत्व 1070 किग्रा/मी3 इंगित करता है कि उसने अपने फेफड़ों से हवा को पूरी तरह से बाहर निकाल दिया, इसके विपरीत, 930 किग्रा/मी का मान 3 पूरी सांस के साथ प्राप्त किया।
मानव घनत्व की गणना कैसे की जाती है?
जैसा कि ऊपर बताया गया है, इसके लिए आपको पिंड का द्रव्यमान और आयतन मापना चाहिए। द्रव्यमान के साथ कोई समस्या नहीं है, आपको बस तराजू पर खड़े होने और तुरंत किलोग्राम में सटीक मूल्य प्राप्त करने की आवश्यकता है। वॉल्यूम माप अधिक जटिल है।
किसी भी जटिल आकार के पिंड का आयतन सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है यदि इसे किसी तरल पदार्थ में डुबोया जाए, उदाहरण के लिए, पानी में। तब पूरी तरह से डूबे हुए पिंड द्वारा विस्थापित तरल की मात्रा वांछित संकेतक के बिल्कुल बराबर होगी। इस गुण का उपयोग उस व्यक्ति की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है जो एक विशेष कुर्सी पर बैठा होता है, जिसे फेफड़ों से हवा के भार को बाहर निकालने के लिए कहा जाता है, और फिर पानी में डुबोया जाता है। पानी के नीचे इसके वजन को मापकर, आप वांछित संकेतक निर्धारित करने के लिए उपयुक्त आंकड़ा प्राप्त कर सकते हैं।
घनत्व और मानव तैरने की क्षमता
जैसा कि ऊपर बताया गया है, अगर कोई व्यक्ति गहरी सांस लेता है, तो उसका औसत घनत्व 1 g/cm3 से नीचे चला जाता है। बदले में, यह आर्किमिडीज के कानून से निम्नानुसार है कि यदि किसी पिंड का औसत घनत्व उस तरल के लिए इस मान से अधिक है जिसमें वह स्थित है, तो यह शरीर अनिवार्य रूप से डूब जाएगा। ताजे पानी का घनत्व 1 g/cm3 है, इसलिए यदि कोई व्यक्ति अपने फेफड़ों को हवा से भरता है, तो वह कभी नहींनहीं डूबेगा। ध्यान दें कि समुद्र के पानी में बड़ी मात्रा में लवण होते हैं, जो इसके घनत्व को बढ़ाते हैं। कुछ मामलों में, यह वृद्धि 1070 किग्रा/मी3 के मान से अधिक हो जाती है, इसलिए एक व्यक्ति पूरी तरह से साँस छोड़ने के साथ भी डूबने के डर के बिना ऐसे पानी में लेट सकता है। एक ज्वलंत उदाहरण मृत सागर है, इसमें पानी का घनत्व 1240 किग्रा/मी3 है।
किसी व्यक्ति के लिंग की दृष्टि से इस मद के प्रश्न पर विचार करना भी उत्सुक है। मादा शरीर में औसतन पुरुष की तुलना में अधिक वसा ऊतक होते हैं। वसा एक अपेक्षाकृत पतली सामग्री है (0.901 ग्राम/सेमी3), जिसका अर्थ है कि निष्पक्ष सेक्स पुरुषों की तुलना में अधिक आसानी से तैर सकता है।
पुरुष और महिला का औसत घनत्व: गणना
उपरोक्त मान बताते हैं कि सांस छोड़ते समय मानव शरीर का औसत घनत्व 1070 किग्रा/मीटर3 है। हालांकि, यह मान महिलाओं और पुरुषों के लिए निर्दिष्ट नहीं है। लेख के इस पैराग्राफ में, हम उपरोक्त आंकड़ों के आधार पर प्रत्येक लिंग के लिए इसे प्राप्त करने का प्रयास करेंगे। यह भी विचार करें कि एक स्वस्थ अवस्था में, एक पुरुष में शरीर में वसा का प्रतिशत 15.5% होता है, और एक महिला के लिए यह आंकड़ा 22.5% होता है (ये मान इसी सामान्य सीमा के लिए औसत होते हैं)।
आइए पहले औसत घनत्व का सूत्र प्राप्त करें। मान लीजिए मानव शरीर का द्रव्यमान m किग्रा है, तो उसमें वसा का द्रव्यमान pm के बराबर होगा, और शुष्क द्रव्यमान (1-p)m के बराबर होगा, जहाँ p वसा ऊतक का प्रतिशत है। मानव शरीर का आयतन हैवसा और शुष्क द्रव्यमान का योग। लेख की शुरुआत में दिए गए सूत्र को ध्यान में रखते हुए, हम प्राप्त करते हैं: वी=पीएम/ρ1 + (1-पी)एम/ρ2, जहां ρ1 और ρ2 क्रमशः वसा और शुष्क द्रव्यमान घनत्व हैं। अब हम पूरे शरीर के औसत घनत्व की गणना कर सकते हैं, हमारे पास है: ρ=m/(pm/ρ1 + (1-p)m/ρ 2)=1/(पी/ρ1 + (1-पी)/ρ2)।
यह देखते हुए कि ρ1=0.901 g/cm3 और ρ2=1.1 g/cm3 (मान लेख में ऊपर दिए गए हैं), फिर पुरुषों और महिलाओं के लिए शरीर में वसा के प्रतिशत को प्रतिस्थापित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:
- पुरुषों के लिए: ρ=1/(0, 155/0, 901 + (1-0, 155)/1, 1)=1, 064 ग्राम/सेमी3या 1064 किग्रा/सेमी3;
- महिलाओं के लिए: ρ=1/(0.225/0.901 + (1-0.225)/1.1)=1.048 ग्राम/सेमी3या 1048 किग्रा/सेमी 3.
परिकलित मान 1070 किग्रा/मीटर के करीब हैं3। प्रत्येक व्यक्ति, अपने शरीर में वसा का प्रतिशत जानने के लिए, अपने स्वयं के औसत शरीर घनत्व की गणना करने के लिए उपरोक्त सूत्र का उपयोग कर सकता है। याद रखें कि यह मान उस स्थिति से मेल खाता है जब व्यक्ति ने अधिकतम साँस छोड़ी थी।
