Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы до столкновения равен суммарному импульсу системы после столкновения.
До столкновения импульс имел только первый вагон массой m, движущийся со скоростью u. Импульс второго вагона (массой 2m) был равен нулю, так как он неподвижен.
Суммарный импульс до столкновения:
$$p_{\text{до}} = mu + 2m \cdot 0 = mu$$Суммарный импульс после столкновения равен суммарному импульсу до столкновения:
$$p_{\text{после}} = p_{\text{до}} = mu$$Ответ: 4) mu