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Problema de Tiro Vertical y Caída libre combinado con MRU

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Desde 1,5 m de altura arrojo una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 4 m/s. En ese mismo instante un pequeño carro con un recipiente, cuya boca se encuentra a 0,2 m de altura, comienza a moverse hacia mi con una velocidad constante de 5 m/s. Desde que distancia debe ser lanzado el carrito para que la pelota caiga dentro del recipiente.
 
Tiro Vertical
El tiro vertical corresponde al movimiento en el cual se lanza un objeto en línea recta hacia arriba con una velocidad inicial.
 
Tiro Vertical
 
Caída Libre
La caída libre corresponde al movimiento en dónde se deja caer un objeto. El siguiente gráfico corresponde a la velocidad durante la caída libre, poniendo un sistema de coordenadas con el origen en el piso y dirigido hacia arriba, es decir la velocidad tiene signo negativo.
 
Con esta disposición, la aceleración también tiene signo negativo. En el gráfico consideramos velocidad inicial nula. Si realizamos un ejercicio completo de tiro vertical y caída libre, hay que tener en cuenta que en el tiro vertical sí tenemos velocidad inicial, pero la caída libre es otro movimiento que comienza justamente cuando esa velocidad es cero.
 
 
Caída Libre
 
Características del tiro vertical y la caída libre
En ambos casos se toman en cuenta las velocidades iniciales y las distancias, pero no intervienen el peso o la masa para calcular la altura o el tiempo.
 
Debería importar la forma de los objetos con el fin de calcular el rozamiento con el aire (que ejerce una fuerza), pero no lo consideramos en estos ejercicios.
 
Para el tiro vertical, en el caso de que utilicemos un sistema de coordenadas dirigido hacia arriba, la aceleración tiene signo negativo y velocidad inicial positiva. En la caída libre, con el mismo sistema de coordenadas, la velocidad es negativa (en aumento) y la aceleración no cambia de signo (con ese sistema seguiría siendo negativa).
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