Здравствуйте. Задача:

По оси вращения земного шара пробуравлена шахта. В ней свободно падает тело. Определить максимальную скорость тела.

Читаем "Как вы думаете, что было бы с вами, если бы вы упали в такой бездонной колодец (о сопротивлении воздуха на время забудем)?... Когда вы долетите до центра, тело ваше будет иметь такую колоссальную скорость, что об остановке не может быть и речи. Вы промчитесь далее и будете нестись, постепенно замедляя движение, пока не поравняетесь с краями противоположного конца колодца... Если вам не удастся ухватиться за что-нибудь, вы опять полетите в колодец и будете качаться так без конца (при наличии же сопротивления воздуха качания будут постепенно затухать, и дело кончится тем, что человек останется в центре Земли.)"
Перельман

О какой максимальной скорости идет речь? Скорость первого "вылета" из колодца?

Какого "вылета"? Тело из колодца вылететь не должно, у краев колодца скорость будет равна той скорости, с которой тело бросили в колодец с другой стороны Земли (опять же, при отсутствии трения. Если его учитывать - то все будет не так). Тебе надо найти ту самую, максимальную, скорость, которую разовьет тело при прохождении центра.

Когда тело находится глубоко под землёй, то на него действует сила тяготения только со стороны тех слоёв земли, что находятся к центру ближе, чем тело. Их масса пропорциональна x^3 (x - это расстояние от тела до центра земли), а поэтому ускорение пропорционально x^3/x^2 (делим массу на квадрат расстояния).
Получаем, что ускорение пропорционально x.
То есть получаем обычные гармонические колебания.
Для них реши как-нибудь.

Понял. Решу. Спасибо.

Их масса пропорциональна x^3

(это конечно если не учитывать что кремнезем плавает сверху, а внизу как минимум железо)

> это конечно если не учитывать что кремнезем плавает сверху, а внизу как минимум железо

Думаю, такие тонкости им не давали.
А то можно ввести функцию ro(x) - зависимость плотности вещества от расстояния до центра. Дифуры будут повеселее.

Не, ну я согласен я Юрой.. Ясное дело, надо учитывать! Если уж бурить - бурить по-настоящему, и учесть надо все мелочи. И жалезо, и этот, как его.. хреннезем, ага. И магму, да.. насквозь ее, собаку! Забуриться, блин, на полную катушку - и прыгать.. Ведь "тело" должно быть ТЕЛОМ, а не шариком каким-нить.. (Шарик, Шарик, ты где?..) Так что учитывать надо все.. не фиг здесь половинчатые решения плодить и размножать!
Так что - интегралы на бочку, господа! ваши диффуры спиты.. спеты!!




Самое забавное, что ответ задачи ни на йоту не зависит от всякого распределения железа и кремнезема (при условии сохранения сферической симметрии)

- это неверно. Виноват, исправляюсь.. Бес попутал )). Забыл, о чем шла речь. Конечно, максимальная скорость (в центре) зависит от распределения плотности по радиусу.

Прозрение пришло ко мне практически уже во сне. Пришлось вскочить с постели, раскочегарить комп и - вот, извиниться за дезу.. ))