如图所示，离地面足够高处有一用绳悬挂的竖直空管，管长L=30m.在顶端M处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度v₀=20m/s竖直上抛，经过t=3s后剪断绳子，空管开始下落，不计一切阻力，取g=10m/s²。求：