Вроде бы задача представляется проще, чем я сначала подумал. Итак, начинаем рассуждать логически. Будем считать, что H > h. ответ не изменится если будет наоборот - просто можем развернуть дом, или делать бросок с обратной сторон дома. Поэтому такое допущение упростит нам выкладки, но для решения не имеет значения.
Какую вертикальную скорость Vy должен иметь мяч? Не вижу иного варианта ответа на этот вопрос, как такую, чтобы мог взлететь на высоту Н. Этого будет достаточно, более высоко подлетать не требуется. Таким образом, используя стандартную формулу, получим что Vy = корень ( 2 * g * H ).
Далее мяч перелетел через высокую стену дома, и начинает снижаться. Тут зададимся вопросом сколько времени t займёт снижение с высоты Н до высоты h. Опять используем стандартную формулу для равноускоренного движения, и получим H - h = g * t^2 / 2, отсюда t = корень ( 2 * (H-h) / g ).
За это время t мяч должен успеть пролететь расстояние L, чтобы не зацепить на угол крыши. Следовательно, он должен иметь горизонтальную скорость Vx = L / t Vx = L / корень ( 2 * (H-h) / g ).
Внезапно мы получили вертикальную и горизонтальную составляющие скорости. Для ответа на вопрос их нужно просто векторно сложить, т.е. в нашем случае применить теорему Пифагора.
V^2 = Vy^2 + Vy^2 V^2 = 2 * g * H + L^2 * g / (2*(H-h))
По ходу, корень из этого выражения и является ответом на вопрос. Можно для красоты вынести за скобку g, и выходит так: V = корень ( g * ( 2H + L^2 / (2*(H-h
В общем, такая моя версия. Сходится с ответом?
По ходу, легко определяется также и угол броска как а = arctg ( Vy / Vx ).
Расстояние точки броска от стены в такой схеме (т.е. при условии что H > h ) выразится тоже несложно, как S = Vx * Vy / g
Так как вес игрушки в воде в 5 раз меньше ее веса в воздухе, то: P₀ = 5P₁ Вес игрушки в воде складывается из: P₁ = P₀ - Fa = P₀ - ρVg, где: ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды V = m/ρ₀ - объем игрушки ρ₀ - плотность игрушки Тогда: P₀/5 = P₀ - ρVg P₀ = 5P₀ - 5ρVg 5ρVg = 4P₀ => V = 4P₀/5ρg = 4mg/5ρg = 4m/5ρ m/ρ₀ = 4m/5ρ ρ₀ = 5ρm/4m = 1,25ρ = 1250 (кг/м³)
Проверим: Предположим, что объем игрушки 1 дм³ = 10⁻³ м³ Тогда масса игрушки: m = ρV = 1250*10⁻³ = 1,25 (кг) На игрушку в воде действует выталкивающая сила, равная весу воды в объеме игрушки: Fa = ρVg = 1000*10⁻³*10 = 10 (H) Вес игрушки в воздухе: P₀ = mg = 12,5 (Н) Вес игрушки в воде: P₁ = P₀ - Fa = 12,5 - 10 = 2,5 (Н) Тогда отношение P₀/P₁ = 12,5/2,5 = 5
