Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до броска должен быть равен импульсу системы после броска, так как на систему не действуют внешние силы.

1. Определим импульс камня.

• Импульс камня (p1) можно найти по формуле: p1 = m1 * v, где m1 - масса камня, v - скорость камня.
• Однако, так как камень бросается под углом, нам нужно разложить скорость на компоненты. Компоненты скорости камня будут:
• vx = v * cos(α) = 10 * cos(30°) = 10 * (√3/2) ≈ 8,66 м/с
• vy = v * sin(α) = 10 * sin(30°) = 10 * (1/2) = 5 м/с
• Импульс камня в горизонтальном направлении (p1x) будет равен: p1x = m1 * vx = 2,5 * 8,66 ≈ 21,65 кг·м/с.
• Импульс камня в вертикальном направлении (p1y) будет равен: p1y = m1 * vy = 2,5 * 5 = 12,5 кг·м/с.

2. Определим импульс конькобежца.

• Обозначим начальную скорость конькобежца как vo. После броска конькобежец будет двигаться в горизонтальном направлении с некоторой скоростью, которую мы будем обозначать как v2.
• Импульс конькобежца в горизонтальном направлении (p2x) будет равен: p2x = m2 * v2.

3. Применим закон сохранения импульса.

• В горизонтальном направлении: до броска импульс системы равен 0, так как конькобежец стоит на месте.
• После броска: p1x + p2x = 0.
• Подставляем значения: 21,65 + m2 * v2 = 0.
• Так как конькобежец и камень движутся в противоположных направлениях, мы можем записать: m2 * vo = -p1x.
• Подставляем массу конькобежца: 60 * vo = -21,65.
• Решаем это уравнение для vo: vo = -21,65 / 60 ≈ -0,36 м/с.

Так как скорость не может быть отрицательной, это означает, что конькобежец движется в направлении, противоположном броску камня.

Ответ: Начальная скорость конькобежца vo ≈ 0,36 м/с в направлении, противоположном броску камня.