Задачка то вроде школьная, и ничего не требует за пределами программы физики за 9ый класс. Но кто ее решит, тот меня сильно удивит.
За все время у меня был только один школьник, который её осилил.

А у пустого ящика стенки со всех сторон?

(1) я уверен, что со всех. Ну если очень хочешь, можешь верхнюю стенку убрать

Разве скорость ящика не будет равна максимальной
горизонтальной скорости валика?

(3) Будет, остаётся скорость эту рассчитать, исходя из g и L. Зачем тут масса M - непонятно.

(3) верно. Но если вы станете дифференцировать, это будут тяжкие выкладки. Есть школьный путь, без производных

а сопротивление воздуха, ящик то большой?

А горизонтальная скорость валика в момент падения разве не будет равна вертикальной скорости свободного падения, которая у нас sqrt(2gL)?

Логически равна, значит задача должна свестись к определению скоростей по пути следования валика.
Очевидно что она сначала возрастает а затем убывает. Там не линейно скорость растет, надо посчитать в Экселе, где то синус должен юзаться.

(9) логично. Вверху то же ноль. Где то по пути максимум

ниже 45 градусов валик будет прокручиваться и перестанет толкать

(10) да, и раз не задан начальный угол значит он не важен, что контринтуитивно, но видимо потому и звёздочка

(12) Дык тут и масса задана, которая при условии "масса ящика пренебрежимо мала", вроде как и не нужна.

(14) масса задана

(15) Да, задана.
Вопрос - зачем она нужна? Скорость свободного падения тела в вакууме от массы не зависит, толкаемое тело массы по условию не имеет, трения нет.

светогодовой ящик

Здесь подробный ответ

все по воле божьей
какие нах синусы

(12) с хераль не задан начальный угол? А для чего я писал "из самого верхнего положения"?

не богохульствуй

(20) если он наверху то почему падает вправо?

https://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-4155

(18) там 25 минут, и, имхо, не о том вообще

(24) не о том, но и о том

(26) и какой ответ там?

(27) 42

sda553 Задачка то вроде школьная, и ничего не требует за пределами программы физики за 9ый класс. Но кто ее решит, тот меня сильно удивит.
За все время у меня был только один школьник, который её осилил.

9,2 * M

Ну ладно, пришло время ответа. Укажу только путь.
У нас два неизвестных: скорость при отрыве и угол.
Первое уравнение, которое связывает скорость и угол - закон сохранения энергии, в котором мы пренебрежем кинетической энергией ящика.
Второе уравнение - ключ всей задачи.
Это уравнение v^2=Lg cos()
Оно следует из того, что в момент отрыва на ролик не действует никаких сил, кроме силы тяжести (попробуйте объяснить, почему?)

Решая эти два уравнения, приходим к ответу, что скорость ящика будет (2/3)^(3/2) * (gL)^(1/2)

А где косинус или синус?

Зачем масса-то в условиях?

sda553 v^2=Lg cos()

samsung

sda553 gL

DirectX

(31) был одним из двух неизвестных

sda553 кроме силы тяжести (попробуйте объяснить, почему?)

Трения нет

(36) воздуха нет, висит на магнитной подушке

(37) естественно, что воздуха нет, иначе было бы трение

(36) его и не было. Но кроме силы тяжести была сила реакции от стенки ящика и сила натяжения невесомой штанги. Вот эти две последние силы 0 в момент отрыва