Министерство Науки и Образования Российской Федерации

МОУЛ « ВУВК имени: »

ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Выполнил ученик 9А класса

Грибушенков Дмитрий

Учитель: 

Воронеж

2009

Введение

Актуальность работы: тело человека состоит из скелета, мышц, костей, жира, полых органов и другого.

Меня заинтересовал вопрос, чему равна плотность человека.

Цель данной работы — определить плотность  тела человека.

Задачи работы:

Измерить массу человека; Определить объем тела; Вычислить плотность тела; Предложить способы изменения плотности  человека.

Плотность будем определять, применяя экспериментальный метод



Плотность человека

Средняя плотность тела человека около 1 г/см3. В менее привычных единицах плотно­сти это составляет 1 кг/л. Из этого следует, что масса человека в килограммах численно равна объему его тела в литрах. Например, человек массой 75 кг имеет объем тела около 75 л. Именно такой объем воды выльется на пол при погружении в ванну, наполненную до краев.

Как это ни обидно, но каждый из нас примерно на 70% состоит из обычной воды. Поэтому бытующее в народе мнение, что если человека сильно ударить, то от него «одно мо­крое место» останется, имеет под собой вполне научную основу.

Таблица показывает из чего мы состоим на самом деле и какова плотность этих компонент.


Компонента

Отношение массы компоненты к массе тела, %

Плотность ткани, 1000 кг/м3

Мышцы

43

1,04

Жир

14

0,92

Кости

10

1,90

Кровь

8

1,04

Большую часть нашего тела составляют мышцы. Так как их плотность больше плотности воды, то при плавании они должны тянуть нас на дно. Еще больше, как следует из таблицы, нас тянут на дно наши кости. Кажется, что только жировая прослойка может спасти нас от быстрой ги­бели.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Однако это не совсем верно. Внутри каждого человека есть воздушный мешок – лег­кие. Объем воздуха в легких человека может изменяться от 1 л (при глубоком выдохе) до 6 л (при глубоком вдохе).

Так как плотность воздуха приблизительно в 800 раз меньше, чем у воды, то каждый литр воздуха в наших легких по закону Архимеда создает подъемную силу около 9,8 Н. Соот­ветственно плотность тела человека с изменяется от 940-990 кг/м3 при полном вдохе до 1010-1070 кг/м3 при полном выдохе.

Пост  -  еще один способ, при помощи которого увеличивается плотность тела.

Расчеты средней плотности человеческого тела

Чтобы вычислить плотность, нужно знать массу тела и объем. Плотность вычисляется по формуле .  Свою массу я определил на весах. Она оказалась равна 59 кг.

Объем тела я определял двумя способами.

1 способ. Воспользуемся фактом, который отметил еще Архимед: погрузившись полностью в ванну, человек вытеснит по объему воды ровно столько, каков объем его тела.

Заметим уровень воды в ванне до и после  погружения. Отметки  сделаем цветным мелком.

Затем определим объем воды между этими двумя уровнями, подсчитав, сколько литровых  кружек воды необходимо вылить в ванну, чтобы вода поднялась от первого отмеченного нами уровня до второго. Проделав этот эксперимент, я определил, что обьем моего тела  V1 равен 57 литровых банок, т. е. 57 литров или 0.057 м3

2 способ. Заметить по часам, за сколько времени струя воды из крана наполняет одну литровую кружку и сколько времени эта же струя воды бу­дет наполнять ванну до верхнего  отмеченного уровня. В нашем эксперименте получилось, что литровая банка наполняется водой за 12с, а время, за которое вода наливается равняется 700с. По этим данным определим объем тела V2 == 700:12 = 58,3 литра или 0.0583 м3

Найдём среднее значение объёма тела человека V = (V1+V2):2 = (0.057+ 0,0583):2=0.0577 м3. Вычислим плотность: с = 59: 0,0577= 1022кг/м3

Полученные данные сведем в таблицу


Масса тела, кг

Объем (по первому способу), м3

Объем (по второму способу), м3

Средний объем, м3

Плотность человека, кг/м3

59

0,057

0,0583

0,0577

1022


Заключение

По таблице плотностей  плотность воды равна 1000кг/м3. У нас получилась плотность человека, равная 1022 кг/м3

Оказывается средняя плотность человеческого тела немного больше плотности воды (и почти равна плотности морской воды). Это и является причиной того, что человек доволь­но легко может держаться на воде, так как тело, имеющие плотность такую же, как и плот­ность жидкости, плывет в ней.

В данной исследовательской работе я измерил массу тела, определил объём своего тела двумя способами.

Затем я вычислил плотность своего тела, которая оказалась равна 1022 кг/м3 , т. е.  немногим больше плотности воды.

Плотность тела можно увеличить, если похудеть, например, во время поста.

Если человек хочет легко держаться на воде, то он может уменьшить свою плотность, увеличив объём живота.