Закон сохранения импульса в проекция на вертикальную ось:
mvo*cos a=mv1*cos b;
Используя треугольник, с углом, равным тангенсу b, найдем, что косинус b=3/√10; Скорость v1, равна vo*cos a+u;
vo*4/5=(4vo/5+u)*3/√10;
u=4√10vo(1-3/√10)/15;
u=0.04vo
Запишем уравнения Менделеева-Клапейрона для 2-х состояний:
PV1 = (mRT1)/M
PV2 = (3mRT2)/M
Или поделив каждое на объем, получим:
P = q1*T1*(R/M)
P = q2*T2*(R/M), здесь q1 и q2 - плотности газа(q1 = m/V1, q2 = 3m/V2)
Поделив второе на первое, получим:
(q2T2)/(q1T1) = 1
q2/q1 = T1/T2 = 600/300 = 2
Ответ: в 2 раза. (как видим - от увеличения массы плотность не зависит при постоянном давлении и меняющемся объеме)