в нижней точке закон сохранения импульса
M*0+mv=(M+m)u
v=u*(M+m)/m
в верхней точке скорость U по закону сохр энергии
(m+M)u^2/2=(m+M)U^2/2+(m+M)g*2*L
u=корень(U^2+4g*L)
v=u*(M+m)/m=корень(U^2+4g*L)*(M+m)/m
условие непадения в верхней точке
U^2/L=a >=g
критическая скорость U^2=L*g
v=корень(U^2+4g*L)*(M+m)/m=корень(L*g+4g*L)*(M+m)/m=корень(5g*L)*(M+m)/m
=корень(5*10*0,72)*(52+8)/8= 45 м/с = 162 км/ч - это ответ
попробуй так, сам такую задачу давно решал