Ответ:

Обозначим через \(\alpha\) острый угол ромба, а через \(d\) — диагональ, образующую с проведённым перпендикуляром угол 60°. Перпендикуляр проведён из тупой вершины к противоположной стороне; в стандартной конфигурации он параллелен другой стороне ромба.

Диагональ, образующая с высотой угол 60°, — большая диагональ. Если сторона ромба равна \(a\), то высота равна \(a\sin\alpha\), а большая диагональ равна \(2a\cos(\alpha/2)\). Угол между высотой и этой диагональю равен \(90^\circ-\alpha/2\). Поэтому \(90^\circ-\alpha/2=60^\circ\), откуда \(\alpha=60^\circ\).

Тогда высота равна \(a\sin60^\circ\), а большая диагональ — \(2a\cos30^\circ=a\sqrt3\). Из высоты 6 см получаем \(a\sqrt3/2=6\), следовательно, \(a=4\sqrt3\) см. Значит, диагональ равна \(a\sqrt3=12\) см.

Ответ: 12 см.