인간의 뼈의 강직도는 어느정도인가요?
사람의뼈는 생각하는거보다 훨씬 단단하고 강하다고 하는데요
그럼 인간의 뼈는 어느정도의 강직도를 가지고있는것인지 궁금합니다.
네, 말씀대로 인간의 뼈는 생각 이상으로 훨씬 단단하며, 물론 여러 요인에 따라 달라지지만 일반적으로 콘크리트나 화강암과 비슷한 압축 강도를 가지고 있습니다.
뼈는 콜라겐 단백질과 칼슘, 인과 같은 무기질로 구성됩니다. 콜라겐은 뼈에 탄성을 부여하고, 무기질은 단단함을 제공합니다. 그리고 이러한 구성 성분의 비율에 따라 뼈의 강도가 달라지게 됩니다.
그리고 뼈는 치밀골과 해면골이라는 두 가지 유형의 조직으로 구성됩니다.
치밀골은 뼈의 바깥쪽을 단단하게 감싸고 있으며, 해면골은 뼈의 안쪽에 스펀지처럼 구멍이 뚫린 구조로 되어 있습니다.
이러한 구조는 뼈에 무게를 줄이면서도 강도를 유지하는 데 도움을 줍니다.
참고로 인간의 넙다리뼈인 대퇴골은 콘크리트보다 더 강한 압축 강도를 가지고 있습니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 뼈는 크게 치밀골(cortical bone) 그리고 해면골(trabecular bone)으로 보시면 되는데 치밀골은 17-20GPa로 강한 지지력을 제공하고 해면골은 뼈 내부에 있는 스펀지 같은 부분인데 0.1-5GPa로 상대적으로 약합니다. 감사합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
인간의 뼈는 압축강도가 약 170~220 MPa 정도의 강도를 가지고있고,
이는 콘크리트보다도 높은 강도로 매우 단단한 특성을 가지고있습니다.감사합니다.
안녕하세요.
인간의 뼈는 생체 조직 중에서도 높은 강직도(stiffness)와 강도를 가지며, 기계적 특성이 정밀하게 조절된 복합 구조를 이룹니다. 뼈의 기계적 특성은 주로 강도(compressive strength), 인장 강도(tensil strength), 전단 강도(shear strength), 탄성 계수(elastic modulus ; young`s modulus) 등을 통해 정량적으로 평가가 가능합니다.
인간의 뼈는 탄성 계수가 약 17 ~ 20 GPa로, 이는 알루미늄(약 69GPa)보다는 낮지만, 일반적인 플라스틱이나 연질 생체 조직보다 훨씬 높은 값입니다. 또한, 압축 강도는 약 170 ~ 200 MPa로 대리석과 유사한 수준이며, 인장 강도는 약 100 ~ 150 MPa로서 강철(steel)의 약 1/10 수준에 해당됩니다. 그러나, 질량 대비 강도는 매우 우수합니다.
뼈의 내부 구조는 하버시안 시스템(haversian system)과 다공성(trabecular structure)의 조합을 통해 충격과 하중을 효과적으로 분산할 수 있도록 최적화되어 있습니다. 특히, 긴 뼈(long bones)는 하중이 주로 작용하는 방향으로 최적화된 콜라겐 섬유(collagen fibers)와 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite ; Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)의 배열을 통해 높은 강성을 유지합니다.
뼈의 강직도와 강도는 연령, 골밀도(bone mineral density ; BMD), 미세구조, 특정 부위에 따라 차이가 존재합니다. 예컨데, 대퇴골(femur)과 척추(vertebrae)는 상대적으로 강한 압축 하중을 견딜 수 있도록 최적화되어 있으며, 이는골다공증(osteoporosis) 등의 질환에 의해 감소할 수 있습니다.
결론적으로, 인간의 뼈는 생체 조직 중에서 가장 강성이 높은 구조물 중 하나이며, 압축 강도와 탄성 계수가 우수하여 체중 지탱과 운동 기능을 수행하는데 최적화된 물리적 특성을 갖습니다.
이에 대해 더 심도 있는 내용을 접하고 싶으시다면 Currey, J. D. (2002). Bone: Structure and Mechanics. Princeton University Press. 또는 Rho, J. Y., Kuhn-Spearing, L., & Zioupos, P. (1998). Mechanical properties and the hierarchical structure of bone. Medical Engineering & Physics, 20(2), 92-102. 와 같은 논문을 추천드립니다.인간의 뼈는 매우 단단하며, 강도는 강철과 비슷하지만 훨씬 가볍습니다. 뼈의 압축 강도는 170-200MPa로, 이는 콘크리트(30MPa)보다 강하지만, 인장 강도는 100-150MPa로 강철(400MPa)보다는 낮습니다. 또한, 뼈는 약간의 유연성을 가지고 있어 충격을 흡수할 수 있으며, 특정한 방향의 힘에는 강하지만 비틀림이나 측면 압력에는 상대적으로 약합니다.
안녕하세요. 안상우 전문가입니다.
사람 뼈는 종류에 따라서 강도가 다르지만 약 130에서 180mPa 정도의 강도를 가지고 있다고 합니다. 치아는 이것보다 더 단단한 강도를 가지고 있습니다. 뼈는 강도만 있는 것이 아니라 탄성도 있기 때문에 충격을 어느 정도 흡수하는 특성을 가지고 있습니다