A könnyűbúvárok gyakran merülnek 30-40 méteres mélységbe. Amikor elindulnak a felszínre, nem emelkedhetnek fel azonnal. Ez azt jelenti, hogy nem emelkedhetnek gyorsabban, mint amilyen gyorsan a kilégzéskor keletkező buborékok emelkednek. Amikor a búvár eléri a 9 méteres mélységet, egy-két percet várakoznia kell. Ezt követően 6 és 3 méteres mélységben is jó néhány percet kell eltöltenie a felszínre emelkedés előtt. A magyarázatot a hidrosztatikai nyomás adja. 40 méter mélyen a búvár testére nehezedő nyomás ötszöröse a felszíni nyomásnak. Ennek következtében a belélegzett levegőből sokkal több nitrogén oldódik fel a vérében, mint normál körülmények között. Ha a búvár gyorsan emelkedne, a vérben oldott többletnitrogén buborékok formájában kiválna az erekben. Ennek nagyon súlyos egészségügyi következményei lehetnének.

Mély hóban az ember alig képes haladni, mert minden lépésnél lesüllyed. Ugyanakkor síléccel a lábán aránylag könnyen képes haladni, mert a súlya nagy felületen oszlik el. A rajzszeget azért tudjuk belenyomni a rajztáblába, mert az általunk kifejtett erő a rajzszeg nagyon kis felületű hegyére koncentrálódik. Mindkét esetben lényeges, hogy az erő mekkora felületen oszlik el. Az erőnek és a felületnek ezt a kapcsolatát a nyomásnak nevezett mennyiséggel írjuk le.A nyomás a nyomóerő és a nyomott felület hányadosa

ahol p a nyomás, F a nyomóerő, A a nyomott felület. Fontos megjegyezni, hogy a nyomóerő merőleges a felületre. A nyomás mértékegysége az erő és a felület mértékegységének hányadosa, amit Blaise Pascal emlékére pascalnak (Pa) neveztek el.

A pascal a nyomás SI-mértékegysége. A műszaki, technikai és hétköznapi használat során más egységeket is használunk.A járművek kerekeiben a nyomást bárban mérjük. 1 bar = 10⁵ Pa. A fizika- és kémiaoktatásban gázok leírásánál használjuk a normálállapot fogalmát. A normálállapotú gáz hőmérséklete 0 °C, nyomása 1 atm (atmoszféra). 1 atm = 1,014 ∙ 10⁵ Pa. Az egészséges ember vérnyomása 120/80. Ebben az esetben a vérnyomás higanymilliméterben van megadva. Egy higanymilliméter (Hgmm) megegyezik az 1 mm magasságú higanyoszlop hidrosztatikai nyomásával. Ez nem túl nagy nyomás, hiszen 1 Hgmm mindössze 136 Pa.A nyomás SI-egysége nagyon kis nyomást jelent. A gyakorlatban előforduló nyomásértékek több tízezer, százezer és millió pascallal egyenlőek. Ez az oka, hogy gyakran találkozhatunk hPa (hektopascal), kPa (kilopascal) és MPa (megapascal) egységben megadott nyomással.

A hidrosztatikai nyomás a folyadék súlyából származó nyomás. Ez a nyomás okozza a kellemetlen fájdalmat a fülünkben, amikor a vízben mélyre merülünk. A hidrosztatikai nyomásból származó erő miatt kell nagyon körültekintően megépíteni a tengeralattjárókat. A víztornyok működése is a hidrosztatikai nyomáson alapul.

Határozzuk meg a hidrosztatikai nyomás nagyságát egy ρ sűrűségű folyadékban h mélységben! A hidrosztatikai nyomás adott mélységben minden pontban azonos. Az ábrán szaggatott vonallal jelzett felületet a fölötte lévő folyadék nyomja lefelé. A nyomást úgy kapjuk meg, ha ennek a folyadéknak kiszámítjuk a G súlyát és elosztjuk a felület A nagyságával. Nyugvó folyadék esetén a súly nagysága egyenlő a nehézségi erő nagyságával, tehát meg kell határoznunk a folyadék tömegét. Az edény keresztmetszete A, a folyadékoszlop magassága h, így térfogata V = h · A. A folyadék tömege a sűrűség és a térfogat szorzata.m = ρ · V = ρ · h · A, amiből a nehézségi erő m · g = ρ · h · A · g. A tömeg és a felület alapján a hidrosztatikai nyomás:Mint látható, a hidrosztatikai nyomás csak a mélységtől és a folyadék sűrűségétől függ.

A nyomás a folyadékbanA folyadékok belsejében uralkodó nyomás két nyomás összege. Az egyik a hidrosztatikai nyomás, a másik a folyadék felett uralkodó nyomás. A folyadék felett uralkodó nyomás a Pascal-törvény értelmében a folyadék belsejében mindenhol jelen van. Például egy mély, édes vizű tóban 10 méter mélyen a hidrosztatikai nyomás 1 bar, a légnyomás közelítőleg 1 bar. Az abszolút nyomás ebben a mélységben a kettő összege, azaz 2 bar. Nagyobb mélységben, például 40 méteren a hidrosztatikai nyomás 4 bar, a légkör nyomásából adódó nyomás még mindig 1 bar, ez összesen 5 bar. Ebben a mélységben egy búvárra a felszíni nyomás ötszöröse nehezedik.

Pascal törvénye és a hidraulikus fék

A hidrosztatikai paradoxon magyarázatát a hidrosztatikai nyomásra kapott összefüggés adja meg. A mérleg lebillenéséhez szükséges erő minden esetben azonos. Ez az erő egyenlő a dugattyúnál lévő hidrosztatikai nyomás és a dugattyú felületének szorzatával: F = p · A. Mivel a dugattyú felülete állandó, ugyanakkora erőhöz ugyanakkora nyomás szükséges. Ez csak úgy lehetséges, ha a vízszint mindig ugyanaz.Joggal merül fel a kérdés, hogy mi tartja meg a felfelé szélesedő edényben lévő többletvíz, és mi pótolja a felfelé keskenyedő edényben található kevesebb víz súlyát. A válasz a következő: a hidrosztatikai nyomás miatt a víz nyomja az edény falát, Newton III. törvénye alapján az edény is nyomja a vizet. Felfelé szélesedő edényben felfelé, lefelé keskenyedő edényben lefelé. Az edény által a vízre kifejtett erő tartja a víztöbbletet, illetve pótolja a hiányzó vizet.

A folyadékokban és gázokban kialakuló nyomáskülönbség kiegyenlítődik, ha erre lehetőség adódik. A képen látható eszközben a folyadékszint azonos. Az egyes részeket összekötő csőben a folyadék áramolhat, ezért addig folyik, amíg ki nem egyenlítődik a nyomás. Mivel az edény minden szárában ugyanaz a folyadék található, ez úgy valósulhat meg, ha azonos a folyadékoszlopok magassága.

Az olyan felül nyitott tartályok rendszerét, amelyek alul össze vannak kötve, és az összeköttetésen keresztül a bennük lévő folyadék áramolhat, közlekedőedénynek nevezzük.

A közlekedőedények egyik ötletes alkalmazása a slagvízmérték. Építkezéseknél nagyon fontos, hogy egymástól távoli pontok azonos magasságban legyenek (az összekötő egyenesnek kell vízszintesnek lennie. Ezt a slagvízmértékkel nagyon egyszerűen meg lehet valósítani. Az eszköz két átlátszó és az őket összekötő hajlékony csőből áll. A rendszert feltöltik vízzel. Az egymástól akár tíz méterre vagy nagyobb távolságra lévő átlátszó csövekben azonos magasságban áll a víz. A vízszint magasságát be lehet jelölni bármely rögzített helyzetű tárgyon.

A vérnyomásmérők mandzsettáját a felkarra szokták helyezni, pedig a vérnyomást a test más pontján is lehetne mérni. Ma már elérhetők olyan vérnyomásmérők is, amelyeket a csuklóra kell csatolni. Amennyiben egy ilyen eszközt használunk, a kezünket úgy kell tartanunk, hogy a műszer a szívvel azonos magasságban legyen. Ha úgy végeznénk el a mérést, hogy a kezünket lógatnánk, magasabb értéket kapnánk. A mérési hiba magyarázata az, hogy a vérnyomáshoz hozzáadódik a csuklónk és szívünk szintkülönbségéből származó hidrosztatikai nyomás. Egészséges ember esetében a 120/80 érték helyett akár 145/105 is adódhat, ami már magas vérnyomásnak számít, különösen az alsó érték.

A tengeri emlősök nagyon nagy mélységbe képesek lemerülni és ott hosszú időt eltölteni. Ezt követően felemelkednek, és nem mutatják a keszonbetegség jeleit. A hosszú időt azért képesek a mélyben tölteni, mert egy mioglobin molekulának köszönhetően képesek nagy mennyiségű oxigént tárolni az izmaikban és egyéb létfontosságú szöveteikben. A merülés előtt feltöltik „oxigéntartályaikat", ami lehetővé teszi a hosszas víz alatti tartózkodást. A keszonbetegséget úgy kerülik el, hogy tüdejük térfogatát minimálisra csökkentik, miközben pulzusuk drasztikusan lecsökken. Ennek az a következménye, hogy a vér nitrogénkoncentrációja nagyon alacsony, ezért emelkedésnél nem képesek nagyméretű buborékok keletkezni a vérben. A nitrogén folyamatosan ürül ki a vérből, megelőzve a keszonbetegséget.

A búvárkodás nem tartozik a legolcsóbb szabadidős sportok közé, többek között a felszerelés miatt. Felmerül a kérdés, hogy miért nem lehet egy hosszú csővel búvárkodni? Kieveznénk a vízre. A cső egyik végét rögzítenénk a csónakban, a másik végével a szánkban lemerülnénk és vígan lélegeznénk. Nos, ezt az elképzelést azonnal el kell felejteni, mégpedig az alábbiak miatt!A könnyebb mozgás miatt hajlékony csövet kellene használnunk. Ebből az a probléma adódik, hogy a csőben, a csónakban lévő vége miatt légköri nyomás uralkodik. A vízbe merülve a nyomás a légnyomás és adott mélységre jellemző hidrosztatikai nyomás összege. A nyomás összepréselné a csövet, elzárva a levegő útját. Ez persze kivédhető lenne megfelelően erős gégecsővel, azonban adódik a következő kivédhetetlen probléma. Tegyük fel, hogy 10 méter mélyre merülünk. Ebben a mélységben a hidrosztatikai nyomás miatt a testünkre nehezedő nyomás kétszerese a felszíninek. A légkörrel összeköttetésben lévő tüdőnkben a nyomás megegyezik a légkörével. A nyomáskülönbség miatt a tüdőnkből azonnal kipréselődne a levegő. Szerencsés esetben talán túlélnénk ezt a buta kalandot.

A régen széles körben, napjainkban kisebb települések, területek vízellátásának megoldására alkalmazott víztornyok is a közlekedőedények elvén alapulnak. A 20-30 méter magas toronyban található tartályt, amely össze van kötve a vízhálózattal, megtöltik vízzel. A közlekedőedények elve alapján a víz a hálózat minden pontján a toronyban lévő vízszint elérésére törekszik. Mivel a csapok alacsonyabban vannak, mint a toronyban lévő vízszint, ezért megnyitásuk után a víz kiáramlik rajtuk keresztül.

A jelenséget a Pascal-törvénnyel is magyarázhatjuk. A torony alján uralkodó nyomás a vezetékrendszerbe bezárt víz minden részében megjelenik. Mivel a vezetéken belül nagyobb a nyomás, mint kívül, a csap kinyitásakor a víz kifolyik.