250 Н серпіптің əрекеті серіппенің 30 см артық ұзындығына сепіледі. Серіппенің потенциалды энергиясын жəне бұл күштің

Данная задача связана с потенциальной энергией и работой. Для начала найдем изменение длины \(Δl\) серпипа:

\[Δl = 30 \, \text{см}\]

Далее найдем потенциальную энергию \(E_p\) серпипа:

\[E_p = m \cdot g \cdot h\]

где \(m\) - масса серпипа, \(g\) - ускорение свободного падения, равное приблизительно 9.8 м/с\(^2\), и \(h\) - высота подъема серпипа. Нам известна масса \(m\) (250 Н) и изменение длины \(h\) (30 см), поэтому остается найти высоту \(h\) серпипа.

\[h = Δl + h_0\]

где \(h_0\) - начальная высота серпипа, которую нужно найти. Теперь мы можем выразить потенциальную энергию \(E_p\) через массу \(m\) и \(h_0\):

\[E_p = m \cdot g \cdot (Δl + h_0)\]

Далее рассмотрим изменение потенциальной энергии \(ΔE_p\) при укорачивании серпипа на 20 см. Мы знаем, что изменение длины равно \(Δl = -20 \, \text{см}\).

\[ΔE_p = m \cdot g \cdot (Δl + h_0) - m \cdot g \cdot h_0\]

Упростим это выражение:

\[ΔE_p = m \cdot g \cdot Δl - m \cdot g \cdot h_0 + m \cdot g \cdot h_0\]

Получаем:

\[ΔE_p = m \cdot g \cdot Δl\]

Таким образом, изменение потенциальной энергии равно работе, которую совершает крючок в момент сокращения серпипа на 20 см.

Теперь перейдем к рассмотрению работы \(A\), которую нужно совершить, чтобы изменить потенциальную энергию. В данной задаче мы знаем силу \(F\), равную массе \(m\) серпипа, умноженную на ускорение свободного падения \(g\), и путь \(s\), который равен изменению длины серпипа \(Δl\):

\[A = F \cdot s\]

Подставим известные значения:

\[A = m \cdot g \cdot Δl\]

Таким образом, работа, необходимая для изменения потенциальной энергии, равна \(A = ΔE_p\).

Ответ:
- Изначально потенциальная энергия серпипа \(E_{p_1}\) равна \(E_{p_1} = m \cdot g \cdot h_1\), где \(h_1\) - начальная высота серпипа.
- При укорачивании серпипа на 20 см высота становится равной \(h_2 = h_1 - 20 \, \text{см}\).
- Потенциальная энергия серпипа после укорачивания равна \(E_{p_2} = m \cdot g \cdot h_2 = m \cdot g \cdot (h_1 - 20 \, \text{см})\).
- Изменение потенциальной энергии \(ΔE_p\) равно работе \(A\), которая равна \(A = ΔE_p = m \cdot g \cdot (h_1 - h_2) = m \cdot g \cdot 20 \, \text{см}\).
- Потенциальная энергия \(E_{p_2}\) после укорачивания серпипа равна \(E_{p_2} = E_{p_1} + ΔE_p = m \cdot g \cdot h_1 + m \cdot g \cdot 20 \, \text{см}\).

Пожалуйста, обратите внимание, что в решении использованы предположения о системе и упрощения для упрощенного понимания материала школьником.