Я тоже, как и Андрей Владимирович, не люблю абстрактно-нереальные задачи от ЗФТШ и Сириус. Но Ваша текущая задача - это приятное исключение, поскольку она часто случается в нашей жизни. Например, мы бросаем камень под углом 30° к горизонту, но ускорение земной тяжести направлено под Вашим углом 120° к вектору начальной скорости. Решение такого типа задач хорошо описано в университетской методичке "Движение тела, брошенного под углом к горизонту"
Ссылка . Цитирую : "
Любое сложное движение материальной точки можно представить как наложение независимых движений вдоль координатных осей, причем в направлении разных осей вид движения может отличаться".
Я уж хотел приступить к решению Вашей задачи этим методом, но эксперт sglisitsyn уже отправил Вам Ответ. Решение в нём несколько абстрактно и основано на векторной алгебре. Вас устраивает такое Решение?