(D) मान लीजिए कि प्रभाव का बिंदु मूल बिंदु $O$ है। हम $x$-अक्ष को झुके हुए समतल के अनुदिश (नीचे की ओर) और $y$-अक्ष को झुके हुए समतल के लंबवत (ऊपर की ओर) निर्धारित करते हैं।
प्रारंभिक वेग सदिश $\vec{v}_0$ ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर है। इसे $x$ और $y$ अक्षों पर घटकों में विभाजित करने पर:
$u_x = v_0 \sin \theta$
$u_y = -v_0 \cos \theta$
गुरुत्वीय त्वरण $g$ ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर कार्य करता है। इसे घटकों में विभाजित करने पर:
$a_x = g \sin \theta$
$a_y = -g \cos \theta$
कण के दोबारा समतल से टकराने के लिए,$y$-अक्ष पर विस्थापन शून्य $(y = 0)$ होना चाहिए।
$y = u_y t + \frac{1}{2} a_y t^2$ का उपयोग करते हुए:
$0 = (-v_0 \cos \theta) t + \frac{1}{2} (-g \cos \theta) t^2$
$0 = -t (v_0 \cos \theta + \frac{1}{2} g \cos \theta t)$
चूंकि $t \neq 0$,हमें $v_0 \cos \theta = -\frac{1}{2} g \cos \theta t$ प्राप्त होता है,जिससे $t = \frac{2 v_0}{g}$ मिलता है।
अब,$t = \frac{2 v_0}{g}$ समय पर $x$-अक्ष पर विस्थापन ज्ञात करें:
$x = u_x t + \frac{1}{2} a_x t^2$
$x = (v_0 \sin \theta) \left( \frac{2 v_0}{g} \right) + \frac{1}{2} (g \sin \theta) \left( \frac{2 v_0}{g} \right)^2$
$x = \frac{2 v_0^2 \sin \theta}{g} + \frac{1}{2} g \sin \theta \left( \frac{4 v_0^2}{g^2} \right)$
$x = \frac{2 v_0^2 \sin \theta}{g} + \frac{2 v_0^2 \sin \theta}{g} = \frac{4 v_0^2 \sin \theta}{g}$.