Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы до столкновения должен быть равен импульсу системы после столкновения.
Обозначим массу первой тележки как \( m_1 \), а массу второй тележки как \( m_2 = 2 \) кг.
Перед столкновением:
- Первая тележка движется со скоростью \( v_1 = 4 \) м/с.
- Вторая тележка также движется со скоростью \( v_2 = -4 \) м/с (с отрицательным знаком, так как она движется навстречу первой).
Импульс системы до столкновения:
\[ p_{\text{до}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot 4 + 2 \cdot (-4) = 4m_1 - 8 \]
После столкновения:
- Первая тележка останавливается, её скорость \( v_1' = 0 \) м/с.
- Вторая тележка движется со скоростью \( v_2' = 6 \) м/с.
Импульс системы после столкновения:
\[ p_{\text{после}} = m_1 \cdot v_1' + m_2 \cdot v_2' = m_1 \cdot 0 + 2 \cdot 6 = 12 \]
Теперь приравняем импульсы до и после столкновения:
\[ 4m_1 - 8 = 12 \]
Решим это уравнение:
\[ 4m_1 = 12 + 8 \] \[ 4m_1 = 20 \] \[ m_1 = \frac{20}{4} = 5 \text{ кг} \]
Таким образом, масса первой тележки составляет 5 кг.