Количество теплоты, приобретенное тележкой, будет складываться из изменения ее собственной кинетической энергии и потенциальной энергии камня
Q = Q1 + Q2
Q1 = ΔEk = (M/2) * (v^2 - v'^2), где v' - скорость тележки с камнем после столкновения
так как кирпич остается на тележке, то удар абсолютно неупругий
по закону сохранения импульса в проекции на некоторую ось:
M v = (m + M) v' => v' = M v / (m + M)
следовательно, Q1 = (M/2) * (v^2 - (M v / (m + M))^2)
Q2 = ΔEp = mgh (пусть тележка - уровень отсчета потенциальной энергии; пренебрежем сопротивлением воздуха)
Q = (M/2) * (v^2 - (M v / (m + M))^2) + mgh