После того как первая тележка догонит вторую, произойдет неупругий удар(ну то есть они "слипнутся")
Закон сохранения импульса в данном случае:
m1V1 + m2V2 = (m1+m2)V общ
m1V1 - m1Vобщ = m2Vобщ - m2V2
m1(V1-Vобщ) = m2(Vобщ - V2)
m2= m1(V1-Vобщ)/(Vобщ - V2)
m2 = 20т(5 - 3,2) / (3,2-2,5) = 51,4 т