По закону сохранения импульса:
mv0*cosa = MV (в проекциях на горизонтальную ось).
Скорость скейтборда направлена навстречу движению лягушки и равна:
\( V=\frac{m}{M}v_{0}cosa. \)
(a - угол прыжка лягушки к горизонту).
Дальность полета лягушки вычислим из уравнений кинематики для тела, брошенного под углом к горизонту: (t(полета) = 2(tподъема)=2t)
\( 2v_{0}cosa*t=S; \)
\( v_{0}sina=gt. \)
Учтем, что за время полета лягушки скейт приблизится к ней на расстояние 2Vt, то есть:
S = l - 2Vt.
В результате получим:
\( l\ =\ 2v_{0}cosa*(1+\frac{m}{M})*\frac{v_{0}sina}{g}=\frac{v_{0}^2sin2a}{g}(1+\frac{m}{M}). \)
Чтобы скорость была минимальной, sin2a должен равняться 1. То есть лягушка должна прыгнуть под углом 45 гр. Теперь выражаем скорость:
\( v_{0}=\sqrt{\frac{l*M*g}{M+m}}\ =\ \sqrt{\frac{0,26*0,5*10}{0,65}}\ =\ 1,4\ \frac{m}{c}. \)
Ответ: 1,4 м/с, под углом в 45 град.