Primeiro vamos entender o aconteceu. Por inércia, a lata de refrigerante foi para cima na mesma velocidade que o balão, logo ela foi lançada para cima com velocidade inicial(Vo) de 5 m/s. Veja a imagem para entender.

http://i.imgur.com/kOaBvek.png

Logo, vamos descobrir quanto tempo a lata demorou para subir e descer novamente até chegar no ponto que foi largada:

V = Vo – gt

Sabendo que:
V = velocidade final
Vo = Velocidade inicial
g = gravidade
t = tempo

Velocidade final é zero pois quando a lata chegou na altura máxima, ela perde velocidade e começa a cair.

V = Vo – g.t
0 = 5 – 10t
-10t = – 5
t = 5 / 10
t = 0,5s

Como o tempo de subida é o mesmo que o de descida, então a lata demorou 0,5 + 0,5 = 1 s para subir e descer.

O problema nos diz que foram 4 segundos até a lata chegar no chão, podemos tirar 1 segundo disso pois sabemos que a lata demorou 1 segundo para subir e descer até chegar na altura que o problema quer, ou seja, a altura que o balão estava quando a lata foi largada.

Quando a lata está na altura máxima, ela começa a cair em queda livre, só para confirmar, vamos provar que ela volta a altura inicial na mesma velocidade que ela foi lançada.

V = Vo + g.t

Agora Vo = 0 m/s pois ela está sendo largada, e queremos saber a velocidade final

V = 0 + 10. 0,5
V = 10 . 1 / 2
V = 5 m/s

Agora sabemos que:

1) O tempo real que a lata demora para cair da altura inicial que o balão estava é 3 segundos; Logo t = 3 s

2) Ela não é largada, mas sendo lançada a 5 m/s; Logo Vo = 5 m/s

Agora usaremos:

S = So + Vo.t + (g . t²) / 2
S – So = 5t + (10t²)/2
h = 5t + 5t²
h = 5 . 3 + 5 . (3)²
h = 15 + 5 . 9
h = 15 + 45
h = 60 m
(C)

Espero ter ajudado, se quiser tirar mais dúvidas basta curtir a página Física para Físicos no Facebook.

v0 = 5m/s t = 4s g = 10m/s^2

S = 5*4 – 5*(4)^2
S = -60

60m de altura