Скорость легкого шарика перед соударением обозначим u (согласно закону сохранения энергии она равна √(2gL), где L - длина нити, но нам это не важно)
скорость большего шара обозначим v1, меньшего - v2
тогда по закону сохранения импульса и энергии получаем систему уравнений
mu = 3 mv1 + mv2 (!)
mu² = 3 mv1² + mv2²
перепишем в виде
u - v2 = 3v1
u² - v2² = 3v1²
разделим второе уравнение на первое
v1 = u + v2
с другой стороны, из уравнения (!)
v1 = (u - v2)/3
приравнивая их, находим
v2 = -u/2 (следовательно, меньший шар изменил направление движения)
тогда v1 = u - u/2 = u/2
следовательно, отношение их импульсов равно -3