Задача по физике

Необходимо полностью решить задачу, а именно:

1) Сделать рисунки (с подписями)

2) Все шаги должны описываться: какие законы/правила используются, откуда следует и т.д. (то есть полное объяснение задачи, а не просто краткое решение и ответ)

3) вывести расчётную формулу (из законов или базовых формул). (Писать почему формула используется и зачем)

Мне необходимо полное объяснение задачи.

Сама задача: ниже в файле.

Также прикреплю пример работы, на который можно опираться.