4.5.7. Железный кубик, смазанный парафином, плавает в воде так, что его верхняя грань находится на уровне воды. Вода не смачивает парафин. Найдите длину ребра кубика.
Решение
Пусть длина ребра кубика - $a$, тогда масса кубика будет $\rho_{ж}a^{3}$. На кубик действует сила тяжести, сила Архимеда и сила поверхностного натяжения. Запишем второй закон Ньютона при условии, что кубик находится в равновесии:
$$F_{т}=F_{А}+F_{пов}$$
Сила тяжести:
$$F_{т}=\rho_{ж}ga^{3}$$
Поскольку кубик весь погружён в воду, то сила Архимеда:
$$F_{А}=\rho_{в}ga^{3}$$
Так как по периметру нижней грани образуется контактная линия длиной $4a$, то сила поверхностного натяжения: