Идея

Без сопротивления воздуха траектория симметрична: с какой энергией камень бросили с земли, с такой же он на землю и вернётся. Поэтому достаточно найти кинетическую энергию броска. Высота 4 м — это максимум подъёма, она задаёт вертикальную скорость броска.

Шаг 1. Вертикальная скорость броска из высоты подъёма

В верхней точке вертикальная скорость равна нулю, поэтому v_y^2 = 2gH:

v_y^2 = 2\cdot 10\cdot 4 = 80\;\Rightarrow\; v_y = \sqrt{80}\text{ м/с}

Шаг 2. Полная скорость броска

Бросок под 30°, значит v_y = v_0\sin 30° = 0{,}5\,v_0. Отсюда v_0 = 2v_y и

v_0^2 = 4 v_y^2 = 4\cdot 80 = 320\;\text{м}^2/\text{с}^2

Шаг 3. Кинетическая энергия (она же — энергия перед падением)

E_к = \frac{m v_0^2}{2} = \frac{0{,}2\cdot 320}{2} = 32\text{ Дж}

Подвох: высота даёт только вертикальную часть скорости; полную энергию нужно считать через полную скорость броска.

Ответ: 32 Дж