El tren se mueve hacia adelante entonces lo que se debe de hacer es analizar primero cuanto tiempo le toma a la pelota bajar hasta el suelo, a partir de ese resultado es posible encontrar facilmente la posicionya que los movimientos son constantes.
Análisis en el eje Z (distancia del suelo hasta la altura donde fue lanzada la pelota)
Δy = Vot + 0.
5gt²
Δy = 0.
5gt² la velocidad inical en Z es cero porque únicamente se mueve en el eje x
(2m) / ((0.
5 * 9.
8)) = t²
t = 0.
6388s
ahora con el tiempo que tarda la pelota en cae es posible determinar la ubicación de la pelota.
En en eje Y (movimiento del tren) X distancia perpendicular de lanzamiento.
Posición X
Δx = VT
Δx = (5m / s)(0.
6388s) = 3.
194≈3.
2m
posición Y
Vtren = 54km / h = 15m / s
Δy = Vtren * t
(0 - y) = 15ms(0.
6388)
y = - 9.
582≈ - 9.
6m la pelota estara ubicada atras del punto de lanzamiento
punto (3.
2, - 9.
6) (m) creo que esta es la repuesta.