Korok Fatima 2019‑ben, 26 évesen lett a szabadtüdős, kötél mentén végrehajtott merülés világbajnoka 81 méteres mélységgel, ahová 2 perc 54 másodperc alatt jutott le. Egy interjúban ezt nyilatkozta a víz mélyén zajló folyamatokról:
"Az első 20‑25 méteren nehezebb a merülés a felhajtóerő miatt, ennél mélyebben viszont a nyomás miatt a búvár elkezd gyorsulni. Egy idő után akkora lesz a nyomás, hogy már nincs felhajtóereje sem a ruhának, sem az ember tüdejének. Ekkor kezdenek el mozgás nélkül zuhanni a búvárok. Ez a fajta szabadesés a legkülönlegesebb és a legcsodálatosabb része ennek a sportnak. Ez a mélység az egyetlen hely a Földön, ahol az ember ténylegesen repülni tud. Ilyesminek képzelem el az asztronauták [űrhajósok] által megtapasztalt súlytalanságot."
a) Micsoda?? A nagy mélységben nincs felhajtóerő?
Nagy mélységben is kifejt a víz felhajtóerőt a merülő emberre, de ott a felhajtóerő már kisebb annál, mint amekkora a felszín közelében, méghozzá annyival, hogy kisebbé válik, mint a merülő emberre ható neházségi erő. Emiatt a merülőre ható eredő erő folyamatosan lefelé mutat, ami pedig folyamatos lefelé irányuló gyorsulást eredményez, hasonlóan a szabadeséshez, ha nem is olyan nagy mértékű gyorsulással.
A nagy nyomás összepréseli a ruházatot és a tüdőt, mert hogy ezekben sok a levegő, és a gázok könnyedén (kis nyomástöbblettel) jelentős mértékben összenyomhatók,
Tehát nagy mélységben a ruha és a tüdő \(V\) térfogata lecsökken. A felhajtóerő pedig a vízbe merülő test által kiszorított víz súlyával egyezik meg, ezért nagy mélységben kisebb a kiszorított térfogat, így a felhajtóerő is, mint a felszín közelében.
Vagy aki a sűrűséggel könnyebben átlátja: a merülő ember \(m\) tömege a merülés során nem változik, így a
\[\varrho=\frac{m}{V}\]
sűrűsége a térfogatcsökkenés miatt óhatatlanul megnövekszik.
Az emberi test átlagos sűrűsége a felszíni (normál) nyomáson körülbelül annyi, mint a víz sűrűsége. Pontosabban szólva: levegővel teleszívott tüdővel kicsit kisebb, ezért van, hogy magunkba tartva a levegőt, fennmaradunk a vízen. Viszont kifújva már egyből süllyedni kezdünk, mert olyankor már kicsit nagyobb a sűrűségünk, mint a vízé. Persze a percekig tartó merülésre nem indulhatunk el kifújt tüdővel.
Nagy nyomáson az ("összepréselődött") ember sűrűsége még teleszívott tüdővel is nagyobbá válik, mint a vízé. Ilyenkor az ember által kiszorított víz súlyával megegyező nagyságú fejlhajtóerő kisebbé válik, mint az emberre ható \(m\cdot g\) nehézségi erő, emiatt az emberre ható erők eredője állandóan lefelé fog mutatni, ami állandó lefelé gyorsítást eredményez. (A közegellenállás tovább bonyolítja a dolgot annyiban, hogy a gyorsulás nem tud akármekkorára nőni, mert a sebesség növekedésétől a közegellenállási erő is növekszik, így egy kellően nagy sebességnél már beáll az erőegyensúly: a nehézségi erőt pont kinullázza a felhajtóerő és a közegellenállás, amitől a gyorsulás megszűnik, azaz állandó sebességgel folytatódik a merülés.)
A szabadesés analógia annyiban nem tökéletes, hogy itt a gyorsulás nem \(\displaystyle g=10\ \mathrm{\frac{m}{s^2}}\) nagyságú, hanem annál jóval kisebb, hiszen a \(102\ \mathrm{m}\) zuhanást
\[s=\frac{1}{2}g(\Delta t)^2\]
alapján egy szabadon eső test
\[\Delta t=4,5\ \mathrm{s}\]
alatt produkálna, míg Fatima 112 másodperc alatt ért le ennyit. Annyiban viszont találó a szabadesés analógia, hogy a hétköznapi életben emberként ahhoz vagyunk szokva, hogy a súrlódás, légellenállás szüntelenül csökkenti a sebességünket, így folyamatos haladáshoz folyamatosan erőlködnünk kell, hajtanunk kell magunkat. A merülés alsó szakaszában azonban ugyanúgy nem kell, ahogy a (folyamatosan szabadesésben lévő) űrhajósoknak sem kell erőlködniük, amikor átsuhannak az űrállomás egyik végéből a másikba.