Для того чтобы найти минимальную начальную скорость, можно воспользоваться уравнением движения тела:

h = v0t - 0.5g*t^2

где:
h - высота, на которой находится игрушка (4 м)
v0 - начальная скорость броска
g - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с^2)
t - время полёта игрушки

Поскольку мы ищем минимальную начальную скорость для того, чтобы сестра поймала игрушку, можно предположить, что время полёта минимально. Так как высота, на которой находится игрушка, равна 4 метрам, то время полёта будет равно:

h = 0.5gt^2
4 = 0.59.8t^2
t^2 = 8/9.8
t ≈ 1.264 с

Теперь можем найти минимальную начальную скорость:

4 = v01.264 - 0.59.81.264^2
4 = 1.264v0 - 0.59.81.264
4 = 1.264v0 - 6.315
1.264v0 = 10.315
v0 ≈ 8.14 м/с

Таким образом, минимальная начальная скорость броска должна быть около 8.14 м/с.