Entendemos que el lanzador está ubicado sobre la línea de saque, y que la trayectoria de la pelota está incluida en un plano perpendicular al plano de la red.
Luego, establece un sistema de referencia con eje OX paralelo al suelo perpendicular a la red y con sentido positivo hacia la misma, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas en la línea de saque, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al lanzamiento de la pelota.
Luego, tienes los datos iniciales:
xi = 0, yi = 0,7 m (posición inicial);
vi = v0 (rapidez inicial),
α = a determinar (ángulo de lanzamiento),
a = -g = -9,8 m/s2 (aceleración, cuya dirección es vertical y su sentido es hacia abajo).
Luego, planteas las ecuaciones de Tiro Oblicuo (o Parabólico), y queda (observa que resolvemos coeficientes y cancelamos términos nulos):
x = v0*cosα*t, de aquí despejas: t = x/(v0*cosα) (1),
y = 0,7 + v0*senα*t - 4,9*t2 (2);
luego, sustituyes la expresión señalada (1) en la ecuación señalada (2), y queda:
y = 0,7 + v0*senα*x/(v0*cosα) - 4,9*( x/(v0*cosα) )2,
simplificas el segundo término (observa que aplicamos la identidad trigonométrica de la tangente), distribuyes la potencia en el tercer término, y queda:
y = 0,7 + tanα*x - ( 4,9/(v02*cos2α) )*x2 (3),
que es la ecuación cartesiana explícita de la trayectoria de la pelota.
Luego, tienes las coordenadas de dos puntos de dicha trayectoria:
a)
x = 12 m, y = 1 m (observa que la pelota pasa rasante sobre la red),
reemplazas valores en la ecuación señalada (3), y queda (observa que resolvemos coeficientes):
1 = 0,7 + 12*tanα - 705,6/(v02*cos2α),
restas 0,7 y restas 12*tanα en ambos miembros, y queda:
0,3 - 12*tanα = -705,6/(v02*cos2α),
divides en ambos miembros por 705,6, y queda:
(0,3 - 12*tanα)/705,6 = -1/(v02*cos2α) (4).
b)
x = 24 m, y = 0 (observa que la pelota ce sobre la línea final del sector de la cancha que corresponde al adversario),
reemplazas valores en la ecuación señalada (3) (observa que resolvemos coeficientes):
0 = 0,7 + 24*tanα - 2822,4/(v02*cos2α),
restas 0,7 y restas 24*tanα en ambos miembros, y queda:
-0,7 - 24*tanα = -2822,4/(v02*cos2α),
divides en ambos miembros por 2822,4, y queda:
(-0,7 - 24*tanα)/2822,4 = -1/(v02*cos2α) (5).
Luego, igualas los primeros miembros de las ecuaciones señaladas (4) (5), y queda:
(0,3 - 12*tanα)/705,6 = (-0,7 - 24*tanα)/2822,4,
multiplicas en ambos miembros por 2822,4, y queda:
4*(0,3 - 12*tanα) = -0,7 - 24*tanα,
distribuyes el primer miembro, y queda:
1,2 - 48*tanα = -0,7 - 24*tanα,
restas 1,2 y sumas 24*tanα en ambos miembros, y queda:
-24*tanα = -1,9,
divides por -24 en ambos miembros, y queda:
tanα ≅ 0,0792,
compones en ambos miembros con la función inversa de la tangente, y queda:
α ≅ 4,53ª,
que es la medida del ángulo de lanzamiento.
Luego, reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (4), y queda:
( 0,3 - 12*tan(4,53ª) )/705,6 = -1/( v02*cos2(4,53º) ),
resuelves el primer miembro, y queda:
-0,000922 ≅ -1/( v02*cos2(4,53º) ),
multiplicas en ambos miembros por v02*cos2(4,53º), divides en ambos miembros por -0,000922, y queda:
v02*cos2(4,53º) ≅ 1084,599,
divides en ambos miembros por cos2(4,53º), resuelves el segundo miembro, y queda:
v02 ≅ 1091,407,
extraes raíz cuadrada en ambos miembros (observa que elegimos la raíz positiva), y queda:
v0 ≅ 33,036 m/s,
que es el valor de la rapidez inicial de la pelota.
Espero haberte ayudado.