Ta có thể giải bài toán này bằng định luật bảo toàn động lượng. Theo định luật này, tổng động lượng của hệ thống sẽ được bảo toàn trước và sau khi va chạm. Trong trường hợp này, hệ thống gồm viên đạn và toa xe chở cát. Trước khi va chạm, động lượng của viên đạn là:

p1 = m1 * v1 = 10 kg * 500 m/s = 5000 kg.m/s

Sau khi va chạm, động lượng của hệ thống vẫn được bảo toàn. Cho vận tốc của toa xe ngay sau khi trúng đạn là v3. Ta có:

p2 = (m1 + m2) * v3

Với m2 là khối lượng của toa xe chở cát, ta có m2 = 1000 kg. Ta cần tìm vận tốc v3 của toa xe ngay sau khi trúng đạn. Động lượng của hệ thống sau khi va chạm là:

p2 = p1

=> (m1 + m2) * v3 = m1 * v1

=> v3 = (m1 * v1) / (m1 + m2) = (10 kg * 500 m/s) / (10 kg + 1000 kg) = 4.95 m/s

Vậy vận tốc của toa xe ngay sau khi trúng đạn là 4.95 m/s, hướng cùng với chiều chuyển động của toa xe cát.