1) во-первых, для определения минимальной скорости, мы должны определить, под каким углом вектора скорости к горизонтали полет наибольший
вдоль некоторой горизонтальной оси мальчик движется по инерции с постоянной скоростью, вдоль некоторой вертикальной оси мальчик движется с ускорением свободного падения g
расписав уравнение координаты для горизонтальной оси, получим: L = vcosα t
время полета выясним исходя из уравнения скорости для вертикальной оси в тот момент, когда мальчик достиг верхней точки траектории
0 = v sinα - gt',
t' = (v sinα)/g.
тогда полное время полета равно
t = (2v sinα)/g.
с учетом выражения для времени, получаем, что длина полета равна
L = (v² 2 sinα cosα)/g,
L = (v² sin2α)/g.
из этой формулы мы видим, что длина полета максимальна при угле α = 45°, так как синус при этом угле принимает свое максимальное значение 1
L = v²/g,
v = √(g L).
v = √(9.8*4) ≈ 6.26 м/c