Обе частицы участвуют в равномерном движение v1и v2 cоответственно и в движениис ускорением.
Пусть (альфа) и (бета) - углы между векторами горизонтальных скоростей и их результирующими векторами, образованные векторным произведением упомянутых векторов с вектором вертикальной скорости.
Тангенсы этих углов
tg(альфа) = v/v01 и tg(бета) = v/v02
Соответствующие им arctg'ы будут соответствовать искомым углам и выполнять условия задачи
(альфа) + (бета) = (пи)/2 или
arctg(v/v01) + arctg(v/v02) = (пи)/2
Учитывая известное соотношение
arctg(х) + arctg(1/х) = (пи)/2
Скорости соотносятся как
v/v01 = v02/v
v = sqrt(v01*v02) = sqrt(5*20) = 10 м/с
Время для достижения такой скорости находим из соотношения
v = g*t или
t = v/g = 10/10 = 1 c
(m1+m2)*a=(m1+m2)*0=(m1+m2)*g-k*x0
x0=(m1+m2)*g/k
при пережигании нити
m1*a=m1*g-k*х
a=g-k*х/m1
в начальный момент х=х0
в начальный момент a=g-k*х0/m1=g-k*((m1+m2)*g/k)/m1=
=g*(1-(m1+m2)/m1)=-m2/m1*g
ответ
а=-m2/m1*g
ускорение со знаком минус - направлено вверх