Искусственный спутник, масса которого — 59 кг, находится на орбите на расстоянии 343 км над поверхностью Земли. Масса Земли составляет 5,9⋅1024 кг, а её радиус равен 6398 км.  
Каково расстояние между искусственным спутником и центром Земли? 

 

R =  км.

Какова сила притяжения между Землёй и искусственным спутником?

 

F =  Н. (ответ округли до целого числа.)

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 

При скатывании диска массой m с с высоты h его потенциальная энергия mgh преобразовывается в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения: mgh=mv^2/2+Jw^2/2, где J - момент инерции диска.
Длина наклонной плоскости l связана с её высотой h соотношением l=h/sin(a), линейная скорость v связана с угловой скоростью w соотношением v=wR, где R - радиус диска.
Тогда mglsin(a)=v^2/2*(m+J/R^2). Так как движение тела происходит лишь под действием силы тяжести, то оно равноускоренное. Тогда v=at и l=at^2/2. Отсюда ускорение a=mgsin(a)/(m+J/R^2). Момент инерции диска J=mR^2/2. Тогда ускорение a=mgsin(a)/(3m/2)=2gsin(a)/3