Hydrostatischer Druck

Das Grundgesetz der Hydrostik, entdeckt von Pascal, lautet wie folgt: Ein auf die Oberfläche einer Flüssigkeit ausgeübter äußerer Druck wird von der Flüssigkeit gleichmäßig in alle Richtungen weitergeleitet. Wenn auf die Wasseroberfläche kein Überdruck ausgeübt wird, d.h. der Druck an der Oberfläche gleich dem Atmosphärendruck ist, ist die Kraft, mit der das Wasser auf einen darin befindlichen Körper drückt, gleich dem Gewicht der über ihm befindlichen Wassersäule.

Die Druckkräfte des Wassers sind immer senkrecht zu jedem Teil des eingetauchten Körpers gerichtet und nehmen mit der Tauchtiefe zu. Da das spezifische Gewicht des Wassers 1 g/cm³ beträgt und die hydrostatische Kraft gleich dem auf die Körperoberfläche wirkenden Gewicht der Flüssigkeit ist, lässt sich ihre Größe leicht bestimmen, wenn die Tauchtiefe bekannt ist. Zum Beispiel, wenn der Brustkorb eines Menschen 50 cm hoch und 100 cm im Umfang misst, beträgt seine Gesamtfläche 5.000 cm².

Wenn man in eine Tiefe von 1 m (oder 100 cm) entlang der Mittellinie des Körpers eintaucht, wirkt auf jeden Quadratzentimeter der Brustkorperfläche eine hydrostatische Kraft, die dem Gewicht einer 100 cm hohen Wassersäule entspricht. Da das spezifische Gewicht von Süßwasser 1 g/cm³ beträgt, beträgt das Gesamtgewicht der Wassersäule, die auf eine Fläche von 1 cm² wirkt, 100 g. Somit beträgt die hydrostatische Kraft in einer Tiefe von 1 m 100 g/cm². Um den Gesamthydrostatischen Druck auf den Brustkorb in einer Tiefe von 1 m zu bestimmen, muss man das Gewicht der Wassersäule, die auf eine Fläche von 1 cm² wirkt, mit der Oberfläche des Brustkorbs multiplizieren:


100 g · 5.000 cm² = 500.000 g/cm², oder 500 kg/cm².


Ein solcher Druck erlaubt es nicht mehr, in einer Tiefe von 1 m durch ein Rohr einzuatmen. Bei einem Abtauchen auf eine Tiefe von 2 m verdoppelt sich der Wasserdruck und beträgt 1.000 kg/cm² oder 1 t, bei einem Abtauchen auf 10 m 5 t usw.

Solche Werte des hydrostatischen Drucks werden vom Menschen gut vertragen, da die meisten Körperteile zu 70-80 % aus nicht unter Druck zusammendrückbarem Wasser bestehen. Jedoch sind der Brustkorb, der mit komprimierbarer Luft gefüllt ist, und der Hörsinn, in dessen Mittelohr sich ebenfalls Luft befindet, nicht unempfindlich gegenüber solchen Werten des hydrostatischen Drucks. Daher muss jeder Schwimmer wissen, dass Lungengewebe und Trommelfelle nicht immer in der Lage sind, Verformungen durch hydrostatischen Druck zu widerstehen, insbesondere wenn diese Organe zuvor Krankheiten durchgemacht haben.