Что значит вместе? Удар неупругий? Шары слиплись? Если так, то надо сложить импульсы. Пусть маленький шар движется в положительном направлении. Тогда 2*4-3*2=2кг*(м/с) Значит скорость их стала (2/5)=0,4м/с в том же направлении, куда двигался маленький шар.
Вроде так как-то.