Каким образом можно установить, что масса одной из тележек больше, а другой меньше?

Если после взаимодействия скорости изначально покоившихся тележек одинаковы, то и их массы одинаковы. Если же их скорости различны, то у тележки с меньшей массой будет скорость больше, а тележка, обладающая большей массой, будет иметь скорость меньше. И пути, пройденные этими тележками, будут также зависеть от массы.