В данной задаче требуется найти количество выделившейся теплоты после разрыва нити, пока система приходит в равновесие. Для решения задачи будем использовать закон сохранения механической энергии и закон Гука для пружины. При разрыве нити кубик начнет двигаться вниз под действием силы тяжести. В результате этого пружина будет растягиваться, а кубик будет приобретать кинетическую энергию. Чтобы найти количество выделившейся теплоты, нужно вычислить изменение механической энергии системы. Запишем выражение для механической энергии системы до разрыва нити: E_начальная = Потенциальная энергия пружины + Потенциальная энергия кубика + Кинетическая энергия нити Поскольку угловая скорость рычага приходит в равновесие, его кинетическая энергия равна нулю: E_начальная = Потенциальная энергия пружины + Потенциальная энергия кубика Потенциальная энергия пружины можно вычислить по формуле: P_пружины = (1/2) * k * x^2, где k - жесткость пружины, x - изменение длины пружины. Длина растянутой пружины, когда система приходит в равновесие, будет равна сумме l1 и l2: x = l1 + l2 = 15 см + 10 см = 25 см = 0,25 м Подставляя значение в формулу, получаем: P_пружины = (1/2) * 44 Н/м * (0,25 м)^2 = 0,6875 Дж Потенциальная энергия кубика можно вычислить по формуле: P_кубика = масса * ускорение свободного падения * высота подъема высота подъема кубика равна разности высоты над водой и высоты в равновесии: h = l1 + l2 - a = 15 см + 10 см - 5 см = 20 см = 0,2 м Подставляя значения в формулу, получаем: P_кубика = 0,6 кг * 10 м/с^2 * 0,2 м = 1,2 Дж Теперь можем вычислить изменение механической энергии системы: ΔE = E_начальная - E_конечная = P_пружины + P_кубика - P_конечная Поскольку кубик оказывается в равновесии над водой, изменение механической энергии равно нулю: 0 = 0,6875 Дж + 1,2 Дж - P_конечная P_конечная = 1,8875 Дж Теплота Q, которая выделится после разрыва нити, равна изменению механической энергии: Q = P_конечная = 1,8875 Дж Таким образом, количество выделившейся теплоты после разрыва нити будет равно 1,8875 Дж.