Больше масса тела тем более. Масса и инертность

§ 26. МАССА ТЕЛА

Шарик для игры в пинг-понг от удара ракеткой приобретает значительной скорости. Ударив этой самой ракеткой по футбольному мячу, мы чуть сдвинем его с места. Очевидно, что инертность футбольного мяча значительно больше, чем шарики для игры в пінгпонг. Как же можно характеризовать инертность разных тел?

Проведем опыт. Возьмем тележку с крючком и пружину, которую можно довольно легко растянуть. Положим на стол линейку. Поставим тележку возле нулевой отметки линейки. Зацепив один конец пружины за крючок и придерживая одной рукой коляску, растянем пружину на 20 см (рис. 3.11, а). Отпустим тележку. Пружина будет сокращаться и тележка начнет двигаться - изменит свою скорость. Поставим на тележку гирю массой 1 кг. Растянув пружину снова на 20 см (рис. 3.11, б), отпустим тележку. Окажется, что для прохождения того же расстояния ему требуется значительно больше времени. При одинаковой действия пружины тележка, нагружен гирей, приобретает меньшей скорости: его инертность большая.

Вес тела и расход энергии. В общем, чтобы обозначить количество материи, физики принимают понятие массы: в фундаментальном законе динамики масса выражает пропорциональность между силой, наносимой на тело, и ускорением, полученным им. Поэтому масса выражает свойство тела независимо от силы тяжести, а вес связан с ним соотношением прямой пропорциональности Инструмент, с которым оценивается вес, - это аналитический баланс, который на самом деле сравнивает вес, который два тела имеют в одном и том же месте.

Объем и плотность рассматриваемого тела представляют другие переменные, которые влияют на его вес. масса и вес. С антропометрической точки зрения измерение массы тела является очень простой операцией, но не очень подходящей, учитывая сложность биологических структур, чтобы количественно определить основные компоненты организма: на самом деле тщательный антропометрический анализ потребует не только измерения отдельных компонентов, но и признания их организационной структуры. Для анализа состава тела была классически предложена модель, структурированная на пяти разных уровнях с уменьшающейся аналитической сложностью.

Следовательно, инертность тел можно сравнить, сравнивая скорости, которые они приобретают во время взаимодействия. Чем меньше меняется скорость, тем больше его инерционные свойства, тем инертнее тело. Для количественного сравнения инерционных свойств различных тел используют физическую величину, которую называют массой.

Масса - физическая величина, которая численно характеризует инертность тел. Чем больше масса тела, тем меньше изменяется его скорость при взаимодействии с другим телом.

На первом уровне тело рассматривается как состоящее из элементарных атомных элементов, таких как кислород, углерод, водород и другие при более низкой концентрации; во-вторых, рассматриваются наиболее важные молекулярные клетки, которые способствуют массе тела, такие как вода, белки, липиды, углеводы и т.д.; в третьем рассматривается масса тела, определяемая набором клеток, жидкостей и внеклеточных твердых веществ, в четвертой, организованной в тканях, мышечном компоненте, кости, жировой ткани и других органах, пятый, наконец, рассматривает тело в его единстве и целостности и включает в себя основные антропометрические меры, такие как вес, высота, окружность, толщина скинов кожи.

Воспользуемся двумя легко подвижными тележками, одинаковой массы, к одному из которых прикреплен упругую пластинку. Подготовим несколько петель из плотной нити, чтобы можно было фиксировать упругую пластинку в согнутом состоянии(рис. 3.12, а). Сделаем отметку на демонстрационном столе и на одинаковом расстоянии от нее положим два брусочка. Поставим тележки вплотную друг к другу так, чтобы середина согнутой пружины расположилась над отметкой. Перепалимо нить. Пластинка распрямится, оба тележки вступят движения и одновременно ударятся об брусочки (рис. 3.12, б).

В конце этого анализа масса тела представляет собой интегрированную меру всех отсеков на каждом уровне сложности отдельных композиционных элементов. С биоэнергетической точки зрения масса тела является довольно грубой мерой энергообеспечения всего организма, хотя его вариации идут рука об руку с изменениями баланса энергии и белка вместе с измерением высоты, веса. тело представляет собой простой способ анализа конгруэнтности роста и пищевого статуса субъекта во время жизни плода, детства, детства и беременности.

В настоящее время используется так называемый индекс массы тела, который представляет собой соотношение между весом, выраженным в килограммах и высоте, выраженное в квадратах метров. Как и другие биологические параметры, вес и состав тела любого живого существа сохраняются после достижения конечного размера или в конце его роста в точном пределе с минимальным диапазоном колебаний. Даже у человека, масса тела, по-видимому, гомеостатически контролируется. Это утверждение вытекает из наблюдения, что у взрослого человека он поддерживается очень долгое время в очень узких пределах и что многие дети сохраняют свой относительный вес постоянным во время роста.

Это свидетельствует о том, что действие пружины на них была одинаковой и они в результате взаимодействия приобрели одинаковых скоростей. Навантажимо один из тележек, поставив на него гирю. В этом случае более легкому коляске нужно меньше времени, чтобы доехать до препятствия. Его скорость окажется больше, а скорость груженого тележки - меньше (рис. 3.12, в). Продолжив экспериментировать, убеждаемся: за время, в течение которого длилось действие изогнутой упругой пластинки, тележки приобретают тем меньшей скорости, чем больше их масса.

Известно, что минимальные вариации любой биологической константы, такие как концентрация сахара в крови или концентрация ионов, температура тела или рН крови, могут стать чрезвычайно опасными для жизни. По этой причине наше тело выполняет серию гомеостатических корректировок, чтобы сделать эти параметры менее уязвимыми для любого внешнего или внутреннего агента в системе, который пытается изменить свою примитивную структуру или, в более общем плане, ее равновесие. Например, в отношении гомеостаза массы тела люди, которые потеряли вес из-за ограничений в отношении продуктов питания, как правило, восстанавливают его в течение короткого времени, как только они возвращаются в благоприятные условия питания.

Результаты опытов свидетельствуют: во сколько раз увеличивается масса тела, во столько раз меньшей скорости оно приобретает.

В математике такое соотношение называют обратно о порційною зависимостью и записывают так: = , где m 1 и m 2 и v, и v 2 - соответственно массы и скорости первого и второго тележек.

Все исследования, проведенные в олимпийских спортсменах, показали, что потеря жировой ткани и увеличение массы мяса, достигнутого после интенсивной тренировочной программы, были обратимы после окончания соревнований и что аналогичные результаты, полученные после лечения анаболиками, были полностью стерты и возвращены в исходное состояние, как только это было Только когда мы говорим о вариациях веса, которые сопровождают серьезные инфекции, травмы, длительное увлечение, злокачественные новообразования или качественно и количественно неадекватную диету, можно сделать вывод, что гомеостатический механизм, контролирующий вес, не является совершенным, но Очевидно, что при таких обстоятельствах неконтролируемая модификация будет весить он также делает его неотъемлемой частью патологической картины.

Массу принято обозначать буквой m. За единицу массы в СИ принят килограмм (1 кг) - массу специально изготовленного платино-иридиевого цилиндра - эталона килограмма, высота и диаметр которого составляют 39 мм (рис. 3.13). Этот цилиндр, хранящийся в Международном бюро мер и весов*. Частичными единицами массы является грамм (1 г) и мг (1 мг). Для измерения тел, имеющих большую массу, пользуются кратными единицами: тонна (1 т) и центнер (1 ц): 1т = 1000 кг 1ц = 100 кг; 1г = = 0,001 кг 1 мг = 0,000001 кг.

Тяжесть потери веса у человека зависит от его скорости и величины. Обычно считается клинически значимой потеря более чем на 10% от идеального веса в течение 6 месяцев. При абсолютном быстроте скорость потери веса может составлять даже 0, 4 кг в день, и выживание больше не может быть гарантировано в случай, когда потеря превышает 30% от первоначального веса. Из того, что было объяснено до сих пор, видно, что поддержание адекватного веса тела является важным фактором, определяющим выживание высших организмов.

Чтобы он оставался стабильным в течение длительного времени, необходимо, чтобы была эквивалентность между потребляемой энергией и введенными калориями. У взрослого человека развились сложные механизмы, которые, как правило, поддерживают идеальный баланс между калорийным доходом и расходами на энергию. Следует также подчеркнуть, что баланс между доходами и расходами не должен достигаться только с точки зрения энергии, но и с точки зрения качества, так что смесь окисленных субстратов количественно и качественно соответствует поглощаемым энергетическим субстратам. к весу человеческого веса биологической константы, мы должны учитывать, что она не представляет собой «однородную сущность», поскольку она состоит из различных тканей, которые состоят в переменной пропорции белков, углеводов, жиров, минералов и воды.

*Международное бюро мер и весов было создано 20 мая 1875 г. как результат соглашения между 51 страной. Оно расположено в г. Севре (Франция). Международное бюро мер и весов обеспечивает поддержание одинаковых значений единиц СИ во всем мире.

Пусть масса одной из тележек равна массе эталона 1 кг. Тогда по результатам взаимодействия можно определить массу другой тележки. Пусть после взаимодействия тележки, массу которого мы определяем, скорость вдвое меньше (v = v e) . Это означает, что его масса вдвое больше за 1 кг и равен 2 кг (m = 2m е = 2 кг). Если какой-коляску во время взаимодействия с эталонным вступит вдвое большей скорости (v = 2v), это будет означать, что его масса вдвое меньше 1 кг, то есть - 0,5 кг (m = m e = 0,5 кг). Математически это можно записать так: = , откуда m т = m e ∙ .

Что касается этого последнего компонента, следует помнить, что быстрые изменения массы тела могут быть связаны с изменениями водного баланса из-за обезвоживания, которые могут возникать, например, после интенсивного физического упражнения, которое не компенсируется адекватным потреблением жидкостей. жидкости организма хорошо известны и позволяют восстанавливать содержание воды в течение короткого периода времени, но когда мы думаем о контроле массы тела, мы обычно имеем в виду, что речь идет о поддержании баланса энергии, а также запасов энергии, представленных белками и с глюкозами изменяются количественно нерелевантно с течением времени, регулирование массы тела в конечном счете представляется вариациями массы жировой ткани.

В повседневной жизни не очень удобно использовать такой способ определения массы тел. Например, достаточно сложно найти массу пакета с конфетами за результатом его взаимодействия с гирей. Поэтому обычно мы определяем массу взвешиванием на весах, пользуясь тем, что согласно результатам многочисленных опытов масса тела, которая определяет свойство тела притягиваться к Земле, и масса, определяющая его инертные свойства, являются одинаковыми.

Для этих помещений ясно, что дисбаланс между введением и потреблением энергии приводит к изменениям в содержании жир. Поэтому эффективная система регулирования веса тела подразумевает, что количество энергии, хранящейся в виде жировой ткани, может привести к адекватным ответам на поддержание веса и состава тела в течение длительного времени. Фактически, на уровне центральной нервной системы были идентифицированы специфические рецепторы связывания лептина как на уровне хориоидального сплетения, так и на уровне гипоталамуса.

Поэтому можно думать, что действие этого гормона можно объяснить вмешательством других нейропептидов, таких как прооомеланокортинину, стимулирующий гормон меланоцитов, концентрационный меланоцитарный гормон, кортикотропину и орэксин. Если лептин представляет собой гормон, тесно связанный с сущностью жировой массы и массы субъекта, отношения, существующие между взвешенными флуктуациями и изменения в гормоне не всегда линейны, поскольку голодание, независимо от значительных вариаций веса, вызывает быстрое снижение уровней лептина, что может представлять собой ранний сигнал энергетического дефицита центральной нервной системе.

Гиря массой 1 кг воспроизводит массу эталона. Чтобы измерять массы тел больше или меньше чем один килограмм, используют наборы гирь - разновесия. Массу тела сравнивают с массой гирь, применяя рычажные весы. Самыми простыми являются рівноплечі весы с двумя чашами. Чашу подвешивают (рис. 3.14, а, б) или устанавливают на одинаковом расстоянии от опоры на коромысло, которое может колебаться (рис. 3.15). Прикреплена к коромысла стрелка дает возможность зафиксировать момент, когда коромысло устанавливается горизонтально.

Таким образом, концентрация лептина в крови не является зависит только от количества жировой ткани, но, вероятно, одного ряд других факторов ставится под вопрос в его регулировании, независимо от количества энергии, накопленной в виде жира. Снижение уровней лептина может быть связано с уменьшением расходов на энергию, которое обычно сопровождает снижение веса.

У людей лептин не является важным фактором насыщения, по крайней мере, в краткосрочной перспективе, поскольку его концентрации в плазме, в отличие от того, что происходит у экспериментального животного, не меняются после еды. Весьма вероятно, что он сохраняет в человеке полную физиологическую ценность в условиях энергетической депривации, такой как голодание. По-прежнему обсуждается вопрос о том, является ли увеличение массы тела или, в более общем случае, ожирением, результатом хронического и чрезмерного потребления калорий или, скорее, сокращения затрат энергии.

Тело кладут на одну чашу, гири - на другую, добиваясь установки стрелки в вертикальное положение. В этом случае общая масса гирь, положенных на одну чашу весов, соответствует массе тела, а следовательно, сумма масс гирь равна массе тела.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Какие свойства тела характеризует масса?

2. Почему при выстреле снаряд и пушка приобретают разных скоростей?

Последнее состоит из трех основных компонентов: базовых затрат энергии, энергии, используемой для поддержки физических упражнений и термогенеза, вызванного пищевыми продуктами. В последние десятилетия использование косвенной калориметрии, которая позволяет оценивать непрерывные респираторные обмены в течение более длительного или более короткого периода времени он окончательно разъяснил, что расходы энергии в абсолютном выражении выше у тучного субъекта, чем у субъекта с нормальным весом. Это связано, главным образом, с увеличением расходов на основную энергию из-за увеличения массы тела, которая является наиболее метаболически активной частью тела.

3. На одинаковом незначительном расстоянии от берега находятся лодка и баржа. Почему, прыгнув с баржи, вы легко попадаете на берег, а прыгнув с лодки - рискуете оказаться в воде?

4. Шар, который катился, столкнувшись с неподвижной пулей, остановилась. Пуля, которая до столкновения находилась в покое, начала двигаться с такой же скоростью, что и первый шар до столкновения. Что можно сказать о массах этих шаров?

Фактически, когда калориметрические данные нормированы на количество обедненной массы, разница между базальными расходами энергии между индивидуумами с ожирением или нормальным весом не наблюдается. Мера термогенеза, связанная с физической активностью, которую мы можем выполнять в повседневной жизни, была получена с помощью довольно сложных радиоизотопных методов, таких как двукратно выраженная вода. С помощью этого экспериментального подхода было замечено, что расход энергии из-за физической активности снижается у тучного субъекта, что ясно указывает на то, что сидячий образ жизни может быть поставлен под вопрос в генезисе увеличения веса.

5. Могут ли два неподвижных вначале тела в результате взаимодействия вступить одинаковых по числовым значениям скоростей? Ответ обоснуйте.

6. Тяжелую пулю подвесили так, как показано на рис. 3.16. Если медленно потянуть за нижнюю нить - обрывается верхняя нить, а если быстро - нижняя. Почему?

7. С неподвижного плота массой 60 кг на берег прыгнул мальчик, масса которого 45 кг. Плот при этом вступил скорости 1,0 . С какой скоростью мальчик прыгал?

8. Между тележками припасовано пружину. Тележки развели так, что пружина растянулась (рис. 3.17). После того как их отпустили, левый тележка вступил скорости 40 , а правый - 8 . Масса какого из тележек больше и во сколько раз?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Измерение массы тел методом взвешивания

Задачи. Ознакомиться со строением и действием рівноплечих весов. С помощью весов измерить массы различных тел.

Оборудование: рычажные весы; набор тел разной массы; набор грузиков.

Подготовка к проведению эксперимента

I. Весы - точный прибор, поэтому ими нужно пользоваться осторожно. Чтобы не испортить весы и быстро определить массу тела, нужно придерживаться определенных правил. Ознакомьтесь с правилами взвешивания:

1. Перед взвешиванием следует убедиться, что весы правильно уравновешены. Убедиться в этом позволяет прикреплена к коромысла стрелка. Когда весы не уравновешены, на более легкую чашу кладут клочок бумаги или картона, добиваясь их равновесия.

2. Тело кладут на левую чашу весов, а гири - на правую.

3. Тело и гири нужно осторожно опускать на чашу весов, не допуская их падения даже с небольшой высоты.

4. На весах обычно указано их предельная нагрузка: нельзя взвешивать тела, масса которых больше указанной.

5. На чаши весов нельзя класть мокрые, грязные или горячие тела, наливать жидкость или насыпать без подкладки сыпучие вещества.

6. Мелкие гири нужно брать только пинцетом.

7. Для ускорения выбора грузиков зважуване тело кладут на левую чашу, а самую большую гирю из набора - на правую. Если она перетянет чашу, то ее возвращают в футляр, если же не перетянет - оставляют на чаше. То же самое повторяют со следующей по массе гирей. Если окажется, что ее масса меньше, добавляют такое же или меньшей массы. Так делают до тех пор, пока не будет достигнуто равновесия. Стрелка весов при этом может колебаться. Считают, что равновесие весов достигнуто, если отклонение стрелки от положения равновесия в одну и другую сторону одинаковы.

Когда равновесие достигнуто, подсчитывают общую массу гирь, лежащих на чаше.

После взвешивания гири с чаши весов, начиная с наиболее мелкой, снова кладут в футляр.

Взвешивая небольшие тела, не следует пробовать все гири, начиная с наибольшей. Следует взять ту, масса которой чуть больше, чем масса тела, которое взвешивают (подбирают визуально).

Если грузики кладут беспорядочно, часто случается так, что мелких гирь не хватает и все приходится начинать снова. Например, тело имеет массу 63 г. Мы кладем на чашу весов гири в таком порядке: 10, 20, 5, 20, 2, 2, 1 г. Не хватает 3 г, но таких гирь в футляре уже нет. За правильного взвешивания нужно действовать так: 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1. Гири 100, 20, 5 и 2 г в процессе определения массы возвращают в футляр после того, как выяснили, что их масса слишком велика или мала.

II. Подготовьте таблицу для занесения результатов измерений:

Тело для взвешивания	Предельное значение массы, которую можно взвешивать, г	Минимальное значение массы гири, г	Гири, используемые для взвешивания, г

Проведение эксперимента

1. Ознакомьтесь со строением весов, определите и запишите предельное значение массы, которую можно измерять с помощью этих весов.

2. Ознакомьтесь с набором гирь. Определите, с какой точностью можно определить массу тел, пользуясь весами и этим набором гирь.

3. Придерживаясь правил взвешивания, измерьте массу предложенных вам тел. Результаты измерения запишите в таблицу.

4. Сделайте соответствующие выводы относительно измерение массы тел методом взвешивания.

Существуют различные методики для определения оптимального веса. Чаще всего используется наиболее простая методика - формула Брока, рост в сантиметрах -100=идеальный вес. Эта формула подходит для людей ростом до 165 см, при росте 165-175 см необходимо вычесть 105 а при росте 175-185 см -110.

Более правильным представляется расчет идеального веса с учетом индивидуальных особенностей типа фигуры, строения костной системы, формы грудной клетки, соотношения продольных и поперечных размеров туловища. Существуют различные подходы к классификации типов строения тела, но мы остановимся на том из них, который выделяет три основных типа конституции - астенический, нормостенический и гиперстенический.

АСТЕНИЧЕСКИЙ ТИП

У астеников ярко выражено преобладание продольных размеров тела над поперечными. Характерными признаками этого конституционального типа являются длинные и тонкие конечности, легкие кости, длинная и тонкая шея, узкие плечи, длинная, плоская и узкая грудная клетка. Женщины этого типа высокие и худощавые, мышцы у них развиты слабо. Они, как правило, имеют небольшой вес, достаточно энергичны, а поскольку энергию они расходуют быстрее, чем накапливают, чрезмерное потребление пищи не сразу приводит к увеличению массы тела. Чаще всего астеникам не грозит полнота, сколько бы они ни ели. Из-за излишней уверенности в том, что в отношении питания они могут позволить себе все что угодно, у них часто вырабатывается вредная привычка злоупотреблять продуктами, содержащими большое количество сахара и крахмала

НОРМОСТЕНИЧЕСКИЙ ТИП

Это люди среднекостного типа, их телосложение отличается пропорциональностью форм. Женщины этого типа могут быть как высокими, так и небольшого роста, физически сильные, с хорошо развитой мускулатурой.

Как правило, у женщин-нормостеников длинные ноги, тонкая талия и красивая фигура. Но представительницы этого типа могут также обладать фигурой, очертания которой напоминает перевернутый треугольник - узкие мальчишеские бедра и широкие сильные плечи. Как правило, нормостеники ведут активный образ жизни и у них не возникает серьезных проблем с весом.

ГИПЕРСТЕНИЧЕСКИЙ ТИП

У представителей этого конституционального типа поперечные размеры тела значительно больше, чем у астеников и нормостеников. У них широкие и тяжелые кости, широкие плечи, широкая и короткая грудная клетка, широкие бедра и полноватое тело, но при этом руки и ступни маленькие и изящные. Как правило, гиперстеники невысокого роста.

Женщин этого типа природа наделила округлыми формами, они склонны к полноте, и, как правило, большинство из ник сталкиваются с проблемой веса; легко полнеют и с трудом избавляются от лишних килограммов.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ТИП СЛОЖЕНИЯ И ИДЕАЛЬНЫЙ ВЕС

Чтобы определить свой тип конституции, измерьте окружность запястья. У астеников она меньше 16 см, у нормостеников 16-18, 5 см, а у гиперстеников больше 19 см.

С учетом роста и характера вашего телосложения, вы сможете вычислить идеальный для вас вес.

Наиболее точным расчетом массы тела считается весо-ростовой показатель: отношение роста (см) к весу (кг). В норме на 1 см роста приходится 325-375 г в зависимости от типа телосложения, который вы можете определить по окружности запястья:

Меньше 14 см - худощавое телосложение,

14 см -16,5 см - среднее телосложение,

Больше 16,5 см - крупное телосложение.