1) Используем формулу F = ma. В горизонтальном направлении на состав действует только тормозящая сила. Масса тела есть сумма масс вагона и электровоза. Получаем:
F = (m + M) * a
a = F / (m + M)
2) Сжатие пружины определяется по закону Гука:
Fупр = kx
x = Fупр / k
Осталось найти силу упругости. Если бы не было этой силы, то вагон догнал бы электровоз. Сила упругости удерживает вагон и электровоз на одном и том же расстоянии - то есть вагон движется с тем же ускорением, что и вся система.
Сила упругости Fупр = F * m / (m + M)
x = Fm / k(m + M)