Verhoudingen van het menselijk lichaam (2024)

Kernbegrippen
Verhoudingen
Wiskunde
Biologie
Menselijk lichaam

Invoering
Ons lichaam is geweldig! Ze zitten vol mysteries en verrassende feiten zoals deze: Wist je dat je 's ochtends, als je net wakker bent geworden na uren liggen, ongeveer een centimeter langer bent dan 's avonds? Het is je misschien nog nooit opgevallen. Deze interessante feiten komen pas aan het licht als je goed kijkt, meet en vergelijkt. Dat is waar deze activiteit over gaat: vastleggen, vergelijken en ontdekken hoe het menselijk lichaam meet!

Achtergrond
Wist je dat menselijke lichamen in alle soorten en maten komen? Wanneer je ze echter gaat meten, zul je merken dat onze lichamen verrassende overeenkomsten vertonen - en nog verrassender is dat we deze kunnen uitdrukken met wiskundige concepten.

Om te beginnen zijn onze lichamen behoorlijk symmetrisch. Wanneer je een verticale lijn door het midden van een lichaam trekt, zijn de linker- en rechterkant bijna spiegelbeelden van elkaar. Menselijke lichamen vertonen ook interessante verhoudingen. Verhoudingen vergelijken twee grootheden, zoals de grootte van een deel van het lichaam met de grootte van een ander deel, of met de grootte van het geheel. Een voorbeeld van een menselijke lichaamsverhouding is de spanwijdte van een persoon - de afstand van de middelvingertop van de linkerhand tot die van de rechterhand bij het horizontaal strekken van beide armen - tot hun lengte. Deze verhouding is ongeveer één op één, wat betekent dat de spanwijdte van een persoon ongeveer gelijk is aan hun lengte. Er zijn veel meer menselijke lichaamsverhoudingen; sommige zijn onafhankelijk van de leeftijd en andere veranderen naarmate we groeien van een baby tot een volwassene.

Benieuwd wie geïnteresseerd zou zijn in deze verhoudingen? Kunstenaars zijn fervente gebruikers van de verhoudingen van het menselijk lichaam, omdat het hen helpt realistisch ogende figuren te tekenen. Ook in de medische wereld worden ze gebruikt; een flinke afwijking van een menselijke lichaamsratio kan duiden op een lichaam dat zich niet ontwikkelt zoals verwacht. In deze wetenschappelijke activiteit onderzoeken we enkele verhoudingen van het menselijk lichaam en, als je wilt, kunnen we onderzoeken hoe ze je kunnen helpen om meer realistisch ogende figuren te tekenen.

Materialen

• Garen
• Schaar
• Een gebonden boek
• Een helper
• Pen en papier (optioneel)
• Meetlint (optioneel)

Voorbereiding

• Om de lengte van verschillende delen van je lichaam te vergelijken met je lengte, maken we eerst een string met de lengte van je lengte. Doe je schoenen uit. De gemakkelijkste manier is om op de grond te gaan liggen met je hielen tegen een muur gedrukt. Kijk recht omhoog en laat je helper een boek met harde kaft plat tegen de bovenkant van je hoofd leggen, rustend op de grond. Ga onder het boek vandaan en span samen het garen over de vloer van de muur naar het boek, waarbij je het garen doorknipt waar het het bereikt. Nu heb je een stuk garen dat net zo lang is als je lang bent. (Als op de grond liggen niet mogelijk is, kun je ook plat op de grond tegen de muur gaan staan ​​en het boek op je hoofd tegen de muur laten rusten.)
  

Procedure

• Eerst onderzoeken we de verhouding tussen armlengte en armlengte. Uw armspanwijdte is de afstand tussen de middelste vingertoppen van elke hand wanneer u uw armen zo ver mogelijk strekt.Hoe denk je dat je lengte zich verhoudt tot je armspanwijdte? Zou het vergelijkbaar zijn, veel langer of veel korter?
• Strek nu je armen zo ver mogelijk uit. Je armen zullen evenwijdig aan de grond zijn. Houd een uiteinde van het stuk garen dat u zojuist hebt afgeknipt vast met de vingertoppen van uw linkerhand. Laat je helper het garen overspannen naar het topje van de middelvinger van je rechterhand.Is het stuk lang genoeg, veel langer of veel te kort?Wat zegt dit over hoe uw armwijdte zich verhoudt tot uw lengte?
• Voor de meeste mensen is hun armspanwijdte ongeveer gelijk aan hun lengte. Wiskundigen zeggen dat de verhouding armspanwijdte tot hoogte één op één is: uw armspanwijdte gaat eenmaal in uw lengte.
• Laten we nu een andere verhouding onderzoeken: de lengte van uw dijbeenbot tot uw lengte. Het dijbeenbot is het enige bot in uw dijbeen. Om de lengte te meten, gaat u zitten en spant u een nieuw stuk garen over uw dij vanaf het heupgewricht tot aan de rand van uw knie en knipt u het garen daar af.
• Maak een schatting.Hoe vaak zou dit stuk garen in het stuk gaan dat zo lang is als jij lang bent? Kun je een manier vinden om je schatting te testen?
• Er zijn verschillende manieren om de lengte van de twee stukken garen te vergelijken: je kunt verschillende stukken van de lengte van je kortere draad afknippen, ze met de uiteinden tegen elkaar leggen naast je langere stuk en tellen hoeveel je er nodig hebt. Een andere manier is om de langere draad in gelijke delen te vouwen, zodat de lengte van de gevouwen draad gelijk is aan de lengte van de kortere draad. Het aantal benodigde vouwen is precies het aantal keren dat je kortere draad in je langere draad gaat.
• Heb je gezien dat de lengte van je dijbeen ongeveer vier keer groter is dan je lengte?Je kunt ook zeggen dat als je je lengte in vier gelijke delen deelt, je de lengte van je dijbeen hebt, of de lengte van je dijbeen is een vierde van je lengte. Wiskundigen noemen dit een verhouding van één op vier.
• Laten we nu verder gaan met een verhouding die u kan helpen meer realistische tekeningen te maken: de hoofd-lichaamverhouding. Hoe vaak past de lengte van je hoofd in je lengte? Misschien vier, zes of acht keer?Om zes keer te testen, vouwt u het garen met een lengte die gelijk is aan uw lengte in zes gelijke stukken. Laat je helper een boek plat op je hoofd leggen en het gevouwen touwtje aan de zijkant van het boek hangen. Als het andere uiteinde van het touw ongeveer ter hoogte van je kin is, zou je lengte ongeveer zes keer de lengte van je hoofd zijn, of je hoofd-lichaamverhouding zou één op zes zijn.Welk aantal vouwen past het beste bij jou?
• Er zijn veel meer lichaamsverhoudingen die u kunt onderzoeken: de omtrek van uw hoofd in vergelijking met uw lengte, of de lengteverhoudingen van uw onderarm en voet of duim en hand. Gebruik stukjes garen om deze en/of je andere lichamelijke verhoudingen te meten, te vergelijken en op te sporen.
• Extra:Je hebt een aantal verhoudingen in je lichaam onderzocht en vraagt ​​je misschien af ​​of deze ook voor andere mensen gelden.Denk je dat ze gelden voor de meeste mensen van jouw leeftijd? Hoe zit het met volwassenen of baby's? Denk je dat deze verhoudingen voor hen gelden of zouden sommige anders zijn?Stel een hypothese op, zoek enkele vrijwilligers, meet en vergelijk. Was je hypothese juist?
• Extra: Deze activiteit gebruikt stukjes garen om lengtes te vergelijken. U kunt ook uw lengte, armspanwijdte, dijbeenbot, enz. meten met een meetlint, de waarden afronden en de verhoudingen schrijven als breuken. Kun jij een manier vinden om deze breuken te vereenvoudigen?
• Extra: Teken enkele stokfiguren op een vel papier.Kun je enkele van de lichaamsverhoudingen die je hebt onderzocht (zoals de armwijdte tot hoogte of de verhouding hoofd tot lichaam) toepassen op de figuren? Welke lijken jou het meest realistisch?
• Extra: Verhoudingen zijn overal om ons heen.Kun je andere plekken vinden waar verhoudingen een belangrijke rol spelen?Denk om te beginnen na over een recept en de verhouding van de hoeveelheid van het ene ingrediënt tot het andere. Kun je voor enthousiaste motorrijders de verhoudingen vinden die overeenkomen met de verschillende versnellingen op een fiets?

Waarnemingen en resultaten
U heeft waarschijnlijk vastgesteld dat de verhouding tussen armlengte en hoogte ongeveer één op één was, terwijl de hoogte van het dijbeen ongeveer één op vier was. Dit wordt verwacht omdat het menselijk lichaam gemiddeld en over een groot leeftijdsbereik een armspanwijdte heeft die ongeveer gelijk is aan zijn lengte en een dijbeenbot ongeveer een kwart van zijn lengte.

De verhouding tussen hoofd en lichaam is iets complexer, aangezien deze verandert van een verhouding van ongeveer één op vier voor een klein kind tot ongeveer één op acht voor een volwassene. Een vijfjarige heeft waarschijnlijk een verhouding van hoofd tot lichaam van ongeveer één op zes.

Het is goed om te onthouden dat deze verhoudingen gemiddelden zijn over een grote groep mensen. Individuele variaties komen voor; sommige kunnen zelfs in je voordeel worden gebruikt - het hebben van uitzonderlijk lange armen kan bijvoorbeeld voordelig zijn bij het spelen van basketbal.

Meer te ontdekken
Eenvoudige verhoudingen van het menselijk lichaam, van Wiskunde voor het slapengaan
Stepping Science: iemands lengte schatten op basis van zijn wandeling, vanWetenschappelijke Amerikaan
Aardbevingsbestendige techniek voor wolkenkrabbers, vanWetenschappelijke Amerikaan
Grootte van een mens: lichaamsverhoudingen, uit The Physics Factbook
Ideale verhouding op verschillende leeftijden, van irawdigital

Deze activiteit wordt u aangeboden in samenwerking metWetenschapsvrienden