Чем можно измерить вес тела

Формула для измерения веса тела

Мы часто употребляем фразы наподобие: «Пачка конфет весит 250 грамм» или «я вешу 52 килограмма». Использование таких предложений происходит автоматический. Но что такое вес? Из чего он складывается и как его посчитать?

Для начала нужно понять, что неправильно говорить: «Этот предмет весит Х килограмм». В физике существует два разных понятия – масса и вес. Масса измеряется в килограммах, граммах, тонах и так далее, а вес тела рассчитывается в ньютонах. Поэтому, когда мы говорим, например, что мы весим 52 килограмма, мы на самом деле имеем в виду массу, а не вес.

Вес в физике

Массаэто мера инертности тела. Чем тело обладает большей инертностью, тем больше времени понадобится, чтобы придать ему скорость. Грубо говоря, чем выше значение массы, тем тяжелее сдвинуть предмет. В международной системе единиц массу измеряют в килограммах. Но её также измеряют и в других единицах, например;

Когда мы говорим один, два, три килограмма, мы сравниваем массу с эталонной массой (прообраз которой находится во Франции в МБМВ). Масса обозначается m.

Весэто сила, которая действует на подвес или опору за счёт предмета, притягиваемого силой тяжести. Это векторная величина, а значит у него есть направление (как и у всех сил), в отличие от массы (скалярная величина). Направление всегда идёт в центр Земли (из-за силы тяжести). Например, если мы сидим на стуле, сиденье которого располагается параллельно Земле, то вектор силы направлен строго вниз. Вес обозначается P и рассчитывается в ньютонах [Н].

Если тело находится в движении или покое, то сила тяжести (Fтяж), действующая на тело, равна весу. Это справедливо, если движение происходит вдоль прямой линии относительно Земли, и оно имеет постоянную скорость. Вес действует на опору, а сила тяжести на само тело (которое располагается на опоре). Это разные величины, и независимо от того, что они равны в большинстве случаев, не стоит их путать.

Сила тяжести – это результат притяжения тела к земле, вес – воздействие тела на опору. Так как тело изгибает (деформирует) опору своим весом, возникает ещё одна сила, она называется сила упругости (Fупр). Третий закон Ньютона гласит, что тела взаимодействуют друг с другом с одинаковыми по модулю силами, но разными по вектору. Из этого следует, что для силы упругости должна быть противоположная сила, и эта она называется – сила реакции опоры и обозначается N.

ves tela

Как измерить вес тела

Второй закон Ньютона гласит, что ускорение равно силе, делённой на массу. Таким образом, F=m*a. Так как Fтяж равна P (если тело находится в покое или движется по прямой (относительно Земли) с одинаковой скоростью), то и Р тела будет равняться произведению массы и ускорения (P=m*a).

Мы знаем, как найти массу, и знаем, что такое вес тела, осталось разобраться с ускорением. Ускорение – это физическая векторная величина, которая обозначает изменение скорости тела за единицу времени. Например, объект движется первую секунду со скоростью 4 м/с, а на второй секунде его скорость увеличивается до 8 м/с, значит, его ускорение равняется 2. По международной системе единиц ускорение рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с 2 ].

Если поместить тело в специальную среду, где будет отсутствовать сила сопротивления воздуха – вакуум, и убрать опору, то объект начнёт лететь равноускоренно. Название этого явления — ускорение свободного падения, которое обозначается g и рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с 2 ].

Интересно, что ускорение не зависит от массы тела, а значит если мы кинем листок бумажки и гирю на Земле в специальных условиях, при которых отсутствует воздух (вакуум), то эти предметы приземлятся в одно и то же время. Так как листок имеет большую площадь поверхности и относительно маленькую массу, то для того чтобы упасть, ему приходятся сталкиваться с большим сопротивлением воздуха. В вакууме такого не происходит, и поэтому перо, листок бумаги, гиря, пушечное ядро и другие предметы будут лететь с одной и той же скоростью и упадут в одно время (при условии, что они начнут лететь в одно и то же время, и их первоначальная скорость будет равняться нулю).

Таким образом, формула для расчёта веса телу будет выглядеть следующим образом P=m*g.

indeks massy tela po kakoi formule rasschitat

Примеры задач для расчёта веса тела

Первая задача. На стол положили груз массой 2 килограмма. Каков вес груза?

Эту задачу необходимо решать в следующей последовательности;

Видео

Источник

Вес тела

6038dbf5ef737936178714

Невесомость: что это такое

Невесомость — это состояние, при котором тело не давит на опору или подвес.

Само слово «невесомость» как бы подсказывает нам, что веса здесь быть не должно. При этом непонятно, что с ним тогда происходит. Давайте разбираться.

Вес тела

Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Измеряется вес, как и любая другая сила, в Ньютонах.

«Но погодите! Вес же измеряют в килограммах — я вот вешу 50»

Это не совсем верно. В быту мы часто подменяем понятие «масса» понятием «вес» и говорим: вес чемодана — десять килограммам. В физике это два совершенно разных понятия, которые при этом взаимосвязаны.

6038dbf52230a955537539

Если у вас неподалеку есть весы — приглашаем в эксперимент! Один нюанс: наша затея сработает именно с механическими весами, но не с электронными. Поехали!

Шаг 1. Если встать на весы ровно и не двигаться — ваш вес будет высчитываться по формуле:

P = mg

g — ускорение свободного падения [м/с2]

На планете Земля g = 9,8 м/с2

Здесь может возникнуть два возражения:

Точка приложения силы. Эта формула и правда аналогична силе тяжести. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, разница состоит лишь в точке приложения силы.

Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.

6038dbf5b4e62290890850

Весы измеряют силу. Весы работают таким образом, что измеряют вес тела — силу, с которой мы на них действуем, а показывают — массу. Можно сделать вывод, что весы — это динамометр (прибор, измеряющий силу).

Шаг 2. Теперь пошалим и резко встанем на носочки! Стрелка резко отклонилась влево, а потом вернулась на место. Вы придали себе ускорение, направленное вверх — в то время, как ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли (вниз).

6038dbf52230a955537539

Теперь вес тела вычисляем по формуле:

P = m (g-a)

g — ускорение свободного падения [м/с2]

a — ваше ускорение [м/с2]

На планете Земля g = 9,8 м/с2

Шаг 3. Последняя часть эксперимента — резко опуститься на пятки. Теперь вы сильнее давите на весы, потому что придали ускорение, направленное вниз. Стрелка весов отклонится вправо и вернется на место, когда вы придете в состояние покоя.

6038dbf52230a955537539

Формула веса примет вид:

P = m (g+a)

g — ускорение свободного падения [м/с2]

a — ваше ускорение [м/с2]

На планете Земля g = 9,8 м/с2

Кстати, если ровно стоять на весах, но взвешиваться в лифте — все будет работать наоборот. Если лифт едет вверх, то он как будто давит весами на человека, стоящего на них, а это как раз ситуация с увеличением веса. А если вниз — весы как будто бы от вас «убегают», чтобы показать меньшее значение.

Этот случай мы можем описать через 2 закон Ньютона. Возьмем лифт, который едет вниз. Обозначим силы на рисунке.

N – сила реакции опоры [Н];

mg – сила тяжести [Н];

a – ускорение, с которым движется лифт [м/с2].

6038dbf5c77be418457676

При проецировании на ось y, направленную вниз, мы получаем:

А теперь нам понадобится третий закон Ньютона — по нему сила реакции опоры равна весу тела:

Снова невесомость

Ну что, с весом разобрались. А теперь давайте сделаем так, чтобы его не стало и получилась та самая невесомость.

Чтобы привыкнуть к ощущению невесомости в космосе, космонавты тренируется в специальных самолетах-лабораториях:

6038dbf5dbc85916892214

Он взлетает и начинает просто падать, чтобы ускорение самолета было равно ускорению свободного падения. В этот момент, в формуле веса из g вычитается равное ему значение и получается 0:

Вот мы и в невесомости!

Если они летят вокруг Земли, то да. Как писал Дуглас Адамс в книге «Автоспом по галактике»: «Летать просто. Нужно просто промахнуться мимо Земли».

Когда космический корабль обращается вокруг Земли, он просто пытается на нее упасть, но промахивается. Такой процесс происходит, когда корабль движется с первой космической скоростью, равной 7.9 км/с. Это та скорость, с которой корабль становится искусственным спутником Земли.

Кстати, есть еще вторая и третья космические скорости. Вторая космическая скорость — это скорость, которая нужна, чтобы корабль стал искусственным спутником Солнца, а третья — чтобы вылетел за пределы солнечной системы. Такие дела 🙂

Источник

«Умные» весы: для чего они нужны и как выбрать лучшие

756046561349396

В 2020 году мы стали особенно пристально следить за своим здоровьем и заботиться об общем состоянии организма.

Вес и объем жировой ткани могут увеличиваться с возрастом [1] за счет снижения активности, замедления метаболизма и гормональных изменений [2]. Между тем поддержание в норме этих показателей связывают с уменьшением риска развития многих неинфекционных заболеваний [3], [4].

Как работают «умные» весы?

Главное достоинство таких весов — они могут измерять не только массу тела, но и оценивать его состав. Для этого используется метод биоимпедансного анализа. На весах расположены датчики. Когда вы встаете на них босыми ногами, аппарат пропускает через тело безболезненный электрический сигнал. Оценивая сопротивление разных тканей, прибор определяет их процент или массу в килограммах. Одни весы выдают только процент жира, другие могут также посчитать количество мышечной и костной тканей, содержание воды и другие параметры.

Для оценки веса и состава тела можно воспользоваться формулой индекса массы тела (ИМТ): рост в метрах нужно возвести в квадрат и разделить на него массу тела в килограммах (здесь есть удобный калькулятор). Для того чтобы оценить объем висцерального жира, то есть жировой ткани, которая окружает внутренние органы, можно добавить измерение обхвата талии и соотношение обхвата талии к обхвату бедер.

Все эти показатели можно получить с помощью самых простых весов и сантиметра, а потом записать в тетрадь, как это делала миссис Мейзел [5]. А можно довериться технике.

Лучшие «умные» весы

Omron BF508

756046546561516

Весы для тех, кому нужна точность и не хочется возиться с установкой приложения. Omron BF508 измеряют вес, ИМТ, процент жировой ткани и отдельно — содержание висцерального жира. У модели BF508 больше датчиков, чем у большинства анализаторов состава тела: помимо стандартных четырех под ногами задействованы еще четыре в рукоятках, благодаря этому электрический разряд проходит через все тело, а не только через ноги и нижнюю часть, что делает измерения более точными. У весов Omron нет приложения, но они могут запоминать данные нескольких пользователей.

Picooc

756046547199260

В компании Picooc сделали ставку на большое количество показателей и подробное приложение, которое регулярно обновляется. Оно строит графики, анализирует изменения, выдает рекомендации, оценивает, за счет чего изменился вес — мышц, жира или воды. Покупая весы, вы получаете еще и своеобразную группу поддержки. Все модели показывают 14 показателей, среди которых вес, жировая и мышечная масса, процент воды в организме, ИМТ, индекс висцерального жира и другие. Часть показателей рассчитывается в облаке с помощью алгоритмов, которые постоянно уточняются по мере обработки данных пользователей. Если вы активно занимаетесь спортом, соотношение мышечной и жировой ткани у вас может отличаться от стандартных, поэтому вам стоит обратить внимание на режим «Спортсмен», правда, он пока находится на этапе тестирования. При выборе модели советуем присмотреться к Picooc S3. Главное достоинство этих весов в том, что они могут передавать данные и по Bluetooth, и по Wi-Fi.

QardioBase 2

756046547937216

QardioBase 2, как и многие «умные» весы, измеряют ИМТ, процент жира, мышц, костной ткани и воды. Их особенность в большем количестве режимов: «Обычный» с замером всех показателей, «Только вес» — он нужен тем, кто использует электронные медицинские приборы, например кардиостимулятор, «Умная обратная связь» со смайликами, отражающими прогресс, и режим для беременных. Последний позволяет отслеживать вес и загружать в приложение фотографии и снимки УЗИ-исследований. Весами могут пользоваться до восьми человек, также предусмотрен гостевой аккаунт — результаты измерений будут просто выводиться на дисплей. Одно из достоинств модели в том, что вместо батареек стоит аккумулятор, заряда которого должно хватить на год регулярного использования.

Источник

Зачем покупать весы-анализаторы и на какие показатели обращать внимание

Весы-анализатор — показывают, насколько хорошо вы себя чувствуете, для чего измеряют несколько важных показателей организма. О том, как и зачем это делается, мы и поговорим сегодня.

643bfbb89ed143eea14de03383dbfe18

Все метрики умных весов-анализаторов так или иначе записывают то, что вам помогает худеть или набирать вес (в зависимости от целей). Даже, когда речь идет о гидратации, надо понимать, что введен этот параметр не просто так. При этом, обладая некоторой степенью условности, они все-таки помогают вовремя отслеживать тренды, а при некотором, хотя бы и поверхностном, изучении вопроса эти тренды помогут сделать некоторые выводы.

В основе технологии — биоимпедансный анализ, известный еще с 60-х годов, основанный на измерении электрического сопротивления тканей. Такой анализ считается точным и помогает выявить ряд заболеваний и провести оценку состава тела человека на соответствие принятым нормам.

Умные весы — это своего рода «усеченный» биоимпедансный анализатор, так как отведений тут, как вы понимаете, сильно меньше, — только в области пяток, однако этого может быть достаточно для расчета основных параметров.

Основные показатели биоимпедансометрии

С помощью весов-анализаторов все начинается с веса, параметра, который не требует особых пояснений, и индекса массы тела.

Где применяется биомпедансный анализ

Также с помощью данного исследования может производиться оценка жизнеспособности тканей при трансплантации и т. п.

Не рекомендуется выполнять биоимпедансометрию при беременности или наличии кардиостимулятора, а также в период менструации, повышении температуры тела или при повреждении кожи в местах контакта с электродами.

Умные весы как биоимпедансный анализатор располагают сегодня широкими возможностями. Мы перечислим наиболее важные, центральные параметры, по которым производится оценка:

Индекс массы тела — это скорее математика, нежели именно анализ. Самый простой параметр, который рассчитывается по формуле: вес в кг/рост в м^2.

ed286684cd114976af9da8a51a5384ab

То есть, например, 65 / (1,70*1,70) = 22,4.

Как уже отмечалось, любые весы-анализаторы — это приблизительные цифры во всех данных кроме веса, однако эти цифры помогают отслеживать тренды: если процент жира будет увеличиваться от замера к замеру, то это плохой сигнал, и рассчитывать на то, что это «все ложь» не следует.

Можно рассчитывать процент жира и самостоятельно: для этого надо поделить жировую массу на вес тела, но для этого надо знать первый параметр, который с точностью даст только гидростатическое взвешивание. Весы-анализаторы же производят вычисление уже «в уме» — пропуская ток через одну ногу и получая сигнал с потерями на выходе — на другой ноге — они делят цифру и выдают вам исходный процент, который потом может уменьшаться/увеличиваться в зависимости от привычек и образа жизни.

image loader

Для мужчин, как видно, принято считать диапазон от 6 до 13 процентов — близким к атлетической норме, свыше 25% — ожирение.

3ce65b43fd714835ad62121af43a5749

b9ff7b6b21224f32a1cf92965b740d05

Проблемы с определением уровня жира в организме не стояли бы так остро, если бы избыток такового не являлся бы возможным фактором других, весьма печальных болезней сердечно-сосудистой системы, диабета и т. п., поэтому даже в таком приблизительном виде этот процент — весьма важная и востребованная метрика!

Важнейший параметр, который среди прочих анализируют смарт-весы! Костная масса, или масса минерального состава скелета показывается в кг и должна соответствовать следующим нормам:

image loader

Снижение — дурной знак, так как, даже руководствуясь собственной логикой, человек должен понимать, что крепость костей = поддержка и опора мышцам и внутренним органам. При потерях в этом показателе в тренде необходимо обратиться к врачу и сделать предложенные анализы, так как среди прочего потери в костной массе могут указывать на остеопороз, заболевание, стоящее сейчас в одном ряду с онкологией, диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Ежегодно фиксируется 1,5 млн. переломов, связанных с остеопорозом, из них 700 тыс. переломов позвоночника, 250 тыс. переломов шейки бедра, 250 тыс. переломов дистального отдела лучевой кости и 300 тыс. переломов в других частях скелета. Риск переломов позвоночника, шейки бедра и дистального отдела лучевой кости составляет 40% для белых женщин и 15% для белых мужчин в возрасте 50 лет и старше. До 50% больных с переломом шейки бедра не могут обходиться без посторонней помощи, а от 15 до 20% больных умирают в течении 1-го года. Количество остеопоретических переломов в мире увеличивается и с 1,7 млн. в 1990 г. возрастёт до 6,3 млн. в 2050 г.

Также более глубокие исследования костной ткани позволяют выявить отдельные виды рака у детей.

В любом случае недооценивать эти данные не следует.

Анализ мышечной массы

Увеличение мышечной массы условно приравнивают к снижению массы жировой: больше мышц — меньше жира, что при похудании является главным критерием. Однако не всегда это так.

Опасность в каком-то смысле являют низкокалорийные диеты, которые некоторые применяют «в паре» с физическими нагрузками: в таких диетах мало белков, поэтому худеть — человек худеет, однако не за счет сжигания жира, а за счет как раз потери мышечной массы!

В связи с чем, если показатель мышечной массы, вслед за весом будет снижаться, то тренд также можно признать неблагоприятным, потому за этим и принято следить с помощью подручных инструментов, в том числе и весов.

Рассчитывать мышечную массу можно и самостоятельно:

Для того чтобы определить процент вес мышц в организме человека необходимы вспомогательные приборы. Таковыми являются штангенциркуль и портновский сантиметр.

Если штангенциркуль отсутствует, то его можно с легкостью заменить калипером. Прежде, нежели приступить к определению мышечной массы в организме человека необходимо быть осведомленным в том, какие измерения тела потребуется провести для начала и учесть всевозможные нюансы этого процесса.

Приступать к расчету стоит с измерений при помощи сантиметра, которым потребуется измерить четыре окружности:

При снятии замеров с предплечья необходимо позаботиться о том, дабы рука при этом не находилась в напряжении и свободно свисала.

Для измерения голени необходимо снимать мерки с икр, желательно в том месте, где они выявлены больше всего.

При измерении бедра необходимо стать ровно, таким образом, чтобы вес тела равномерно распределился на две ноги. После чего следует провести измерения сантиметром, охватив бедро под ягодичной складкой.

После того как требующиеся показатели были сняты, для дальнейших расчетов потребуется узнать еще и подкожные жировые складки. Осуществить это поможет штангенциркуль. На основе полученных данных можно рассчитать, какая мышечная масса у человека.

Для того чтобы рассчитать мышечную массу тела мужчин можно воспользоваться формулой Матейки. Для этого разработана следующая формула: М=L *r2 *K

Для того чтобы разобраться в подсчетах, можно воспользоваться следующей расшифровкой:

По данной формуле, при условии, что подсчеты были проведены, верно, можно определить вес мышц в организме человека.

a933b9c078914cb7a8eda175da21e7fb

Норма мышечной массы тела в процентах для мужчин и женщин разная. Так, для женщины норма – это 35% от всей массы тела. А вот норма для мужчины немного выше и составляет около 43%.
Конечно же, при регулярных физических нагрузках и правильном питании в организме спортсмена процессы увеличения мышечной массы активизированы больше, чем у человека, не имеющего никакого отношения к спорту. Поэтому норма для спортсмена заключается в 50% мышц от общей массы тела.

Учитывать следует и то, что весы — это несегментированная мышечная масса, включая и гладкие, и скелетные мышцы, иными словами — усредненный показатель, однако при равномерном снижении веса и массы мышц нужно догадаться, что, вероятно, что-то пошло не так, и пересмотреть режим питания и тренировок!

Уровнь жидкости в организме

В первую очередь в весах данная метрика введена потому, что уменьшение уровня жидкости ведет к набору жира, иными словами для тех, кто худеет, важно отслеживать и это. Нормальным считается уровень жидкости 50-75%.

image loader

Также надо понимать, что воде в целом отведена одна из ключевых ролей в нашем здоровье. Вот лишь некоторые «сферы влияния»:

Какие весы выбрать

Весов-анализаторов чрезвычайное множество, и каждая модель претендует на точность. Внимания заслуживает и новинка, которую мы привезли совсем недавно — смарт-весы MGB Body fat scale.

Во-первых, они предлагают наиболее широкий спектр метрик, который даст фору большинству популярных моделей, в том числе и Xiaomi. Во-вторых, цена — она более чем жизнеспособна в данной категории и, наконец, габариты, что немаловажно. Но — обо всем по порядку.

Весы синхронизируются по Bluetooth с IOS и Android-девайсами, после чего требуется пройти регистрацию.

В данный момент мы заняты переводом приложения, однако пока софт на английском языке. Тем не менее, все довольно понятно. Всего анализ производится по 13 метрикам, среди которых как те, что мы уже описали, так и иные:

4748e7b81dbe4c7b9a8660d2b9452df2

Для каждой метрики можно получить расшифровку, правда, пока на английском языке.

fa54aa96b55e4d40ac7d5746d0f4c9a8

Приложение поддерживает «многопользовательский» режим.

Весы имеют, можно сказать, классический вид: белый квадрат с дисплеем посредине в верхней части. По краям расположены отведения, на которые нужно вставать при взвешивании, босиком.

8d65a551ac71427597db6d2eec535216

Отличительной особенностью данной модели является небольшой размер: квадрат 26X26 отстоит от пола всего на 2,5 см.

976af78d51604cff95d112bd779a8b20

Отстоит он, кстати сказать, на прорезиненных устойчивых ножках, то есть на кафеле они никуда не поедут.

bc1ab54aee6d4ed18d012de5cfddb9bf

Работают весы от 4 «мизинчиковых» батареек:

f12c66eb6bdb429d9a247d07bc42960e

Продается девайс в тонкой, негромоздкой коробке, с тыльной стороны которой можно найти ссылки на оба приложения, а также перечисление получаемых данных:

050f22854eaa4ad780dc8ca5396d89ba

Сейчас по соотношению цена/качество/потребительская точность они выглядят очень неплохо: в розницу данная модель стоит 2490 рублей, что с таким набором характеристик кажется выгодным.

Источник

Комфорт
Adblock
detector