怎么测量人的头有多重?医学界通俗说法头重7斤半
你的体重是多少?这是一个难不倒任何人的问题,只要站上磅秤,答案立刻揭晓。可是,你知道自己的头有多重吗?近期,有网站抛出“怎么测量人头重量”的问题,一时间众人称奇。回帖五花八门:杠杆原理、阿基米德定律、万有引率定律,甚至还有人根据“曹冲称象”的原理,计算自己身体某部位的重量,名曰“排水法”……我们的头究竟有多重?
“排水法”最靠谱?
“排水法”称头的重量,所需材料有木桶、塑料桶、体重器、大型塑料袋。
第一步,先用体重器测量出塑料桶和人的重量,然后用塑料袋将木桶套好,再在木桶内放水,水与木桶最低位置齐平。
第二步,木桶内的水放足以后,人一步步进入木桶,水便一点一点溢出,直至木桶内的水淹没头部以下位置,并用塑料桶收集溢出的水,待水停止溢出后,将溢出的水放到体重器处称量。
第三步,将身体全部浸入木桶内,让木桶内的水继续溢出,并用塑料桶接水,直至木桶内的水与木桶内最低位置齐平,然后将溢出来的水,放至体重器称量,由此得出数据。
点评:南昌大学物理系学者、从事物理教学十几年的教师华林海认为,这个称重方法称出来的数据误差有些大。首先,实验的设备有些粗糙,这样就造成测量出来的数据误差大;其次,人是活的,呼吸的时候,人体在水中所占的体积也不相同,更何况人体各部位的密度也不尽相同,同样会有误差存在。
杠杆原理也能算出?
“给我一根棍子,我能翘起地球!”多数人用这句话来理解杠杆原理。有人想,是不是用杠杆原理,也能称出头的重量。
那么,我们首先得搞块足够长的材质均匀木板,人躺上去。然后在木板下面设立支点,使脖子与脑壳交界处和支点处于同一平面(这下板子不会平衡了,脑壳那头会升上去)。然后,找来够精准的弹簧秤,拉住脑壳那头,使板子处于水平状态。假设弹簧读数为A。那么(A+脑壳重+脑壳下的木头重)×力臂1=(身子重+身子下部分的木头重)×力臂2,在这个方程式中,“脑壳下的木头重”和“身子下的木头重”,都可以直接称出来(用锯子锯开称呗),我们分别假设重量为M和N,那么得到最终的方程一:(A+脑壳重X+M)×力臂1=(身子重Y+N)×力臂2。然后我们很容易算出重量。
点评:运用杠杆原理看似很靠谱。问题出在力臂1(头部重心的位置)和力臂2(头部以下身体的重心位置)的比值,不能确定,因为这是由每一个个体决定的。
能通过密度算头的质量吗?
既然上面这几种方法都不怎么靠谱,还有没有其他的测量方法呢?质量等于体积乘以密度(m=ρv),这是中学生都知道的质量测量方法。“人的体积通过排水法可以很方便地测量,关键就在于人的密度是否可以知道呢?”有人提出了这样一个思路。
实际上,这种思路有一定的科学依据,因为现在医院在给孕妇做B超时,能知道胎儿的体重。那么,孩子还没出生,这个体重是怎么测出来的?医生是不是利用人体密度的数据,然后测量体积,算出体重?如何算出胎儿的重量,省妇保王帆医生告知,现在医院主要有两种方法测胎儿体重。一是用孕妇的宫高乘以腹围,如果胎儿已经入盆,就加上200克,这个数据就是胎儿的体重。另一种方法是测量孕妇宫高、腹围及B超检查测定胎儿双顶径、腹围、股骨长等,只需将数据输入相关电脑软件,便可测算出胎儿的体重。
但这种测量方法与人体密度似乎没有关系。人会有一个平均密度,是骨密度和软组织密度的平均值,这是通过身高、体重、骨密度等参数测算的,比水的密度略高,胖人的密度会比瘦人的密度小。不过,新的问题又来了,人的密度并不能等同于脑的密度,人体各个组织的密度都不相同。
医学界通俗说法头重7斤半
人的头究竟有多重,记者走访南昌大学第二附属医院、省人民医院等多家专业机构,得到大多数答案便是:医学上,没有头重量的数据。
脑科专家王青说,头的组成——头皮、头颅骨和脑组织。脑重约1400克(约3斤),主要成分是水,占80%,其中大脑约为脑重的85%,约为体重的1/40。除了脑组织的重量以外,就是颅骨体积大小所决定的重量。但整个人头的重量还是没有方法得知,因为头的组成,还包括骨骼、头皮、头发、血液等。所以一切都只能算个大概数值,医学界通俗说法头重7斤半,而且成年人脑组织重量的差异应该不大。
想知道一个人的头的重量,竟如此难以测量。其实答案是什么并不重要,或许重要的就是大家一起集思广益,发动脑筋寻找答案的过程吧。
文/记者叶伟