Снаряд массой 20 кг, летевший со скоростью 150 м/с, в верхней точке траектории разорвался на две части. в каком направлении (угол градусах) полетит большая часть снаряда, если меньшая часть массой 4 кг получила скорость 50 м/с, направленную вперёд под углом 60 градусов к горизонту?

Здесь применим закон сохранения импульса.

Разорвавшийся снаряд можно считать замкнутой системой. Считаем, что разрыв его произошел не под действием порохового заряда.

Тогда импульс снаряда равен векторной сумме импульсов осколков.

Р = 20*150 = 3000 кг*м/с.

Р1 = 4*50 = 200 кг*м/с.

Р2 = 3000 - 200 = 2800 кг*м/с.

Импульс снаряда направлен горизонтально.

Если меньшая часть массой 4 кг получила скорость 50 м/с, направленную вперёд под углом 60 градусов к горизонту (имеется ввиду, что вперёд вниз), тогда большая часть полетит вперёд вверх.

Это следует из параллелограмма векторов.

Угол находим из расчёта треугольника по углу 60 градусов и двум сторонам 200 и 2800 по теореме синусов.,

sin α /200 = sin 60°/2800.

sin α =  200*sin 60°/2800 =  sin 60°/14 = 0,86602/14 = 0,06186.

α = 0,0619 радиан или 3,547 градуса.