У поверхности Земли на тело действует сила тяжести равная
F = mg = 3*10 = 30 Н
На расстоянии 2R - согласно закону всемирного тяготения
F = GmM/ R^2
сила тяжести в 4 (2^2) раза Меньше чеи на поверхности
30/4 = 7,5 Н
Внутри Земли 0.5 R чуть сложнее.
На величину силы тяжести , действующую на тело , влияние имеет только та часть массы Земли , которая расположена ближе к ее центру. Об этом нам говорит лемма Стокса ))
В центре Земли сила тяжести ноль ! )
Но плотность Земли непостоянна, чем ближе к центру, тем плотность больше ! поэтому определить точно массу части Земли , равной половине радиуса мы не сможем.
Если считать плотность Земли постоянной ( это только допущение , понятно что это не так на самом деле ! ) , то объем пропорционален Кубу радиуса - и масса центральной части Земли в 8 раз меньше общей массы Земли.
В числителе формулы закона всемирного тяготения масса в 8 раз меньше , в знаменателе 0.5^2 - итого в два раза меньше
30/2 = 15 Н --- еще раз это только оценка из предположения постоянной плотности , что на самом деле не так !
, получаем
m = 2 кило меди с удельной теплоёмкостью С = 385 Дж/(кг град) на ΔT = 500 градусов
Q₂ = qm' = 23 500 000*6 = 1 41 000 000 Дж - тепло, выделяющееся при полном сгорании m' = 6 кило кокса с удельной теплотой сгорания q = 23 500 000 Дж/кг
кпд = (Q₁/Q₂)*100 = (CmΔT/qm')*100 = (385 000/1 41 000 000)*100 = 0,27 %
Понимаю, что кпд получился маленький, но тут уж ничего не поделать!