Consideramos t = 0 al instante en que la piedra se suelta del avión.
Establecemos un sistema de referencia con eje OX a nivel del suelo, con sentido positivo acorde al movimiento del avión, y eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba y que contiene al punto en que se suelta la piedra.
Luego, tenemos los datos:
Posición inicial: xi = 0, yi = 720 m;
Velocidad inicial: vix = 90 Km/h = 90*1000/3600 = 25 m/s, viy = 0;
Aceleración: ax = 0, ay = - g = - 10 m/s2.
Luego, para cada dirección, planteamos las ecuaciones de movimiento:
x = 25*t
y = 720 - 5*t2
Y las ecuaciones de velocidad:
vx = 25 m/s (constante)
vy = - 10*r.
Luego, planteamos la condición de llegada de la piedra al suelo:
y = 0, sustituimos y queda:
720 - 5*t2 = 0, de donde despejamos: t = 12 s (instante de llegada al suelo).
Luego, evaluamos en las ecuaciones de velocidad y quedan:
vx = 25 m/s
vy = - 10*12 = - 120 m/s,
que son las componentes de la velocidad de la piedra en el instante en que llega al suelo.
Luego, la rapidez queda:
v = √(vx2 + vy2) = √(252 + (- 120)2) = √(15025) ≅ 122,577 m/s.
Y su ángulo de inclinación con respecto al eje OX queda:
θ = arctan(vy/vx) = arctan(-120/25) = arctan(-4,8) ≅ - 78,232°,
por lo que tenemos que la velocidad forma un ángulo de 78,232° por debajo de la horizontal.
Espero haberte ayudado.