Este problema puede resolverse muy sencillamente si tomamos como punto de vista al que tiene un pasajero del tren, o, lo que es equivalente, considerar al tren detenido.
Para la respuesta final, le sumamos los 20m / s de Vt y obtenemos el resultado de Va.
El auto debe recorrer 202m desde que alcanza al tren (coincide la parte delantera del auto con la trasera del tren) y hasta superarlo (coincide la parte trasera del auto con la delantera del tren) : es decir : 200m + 2m (longitudes de ambos móviles).
Ahora se reduce a un cálculo muy simple : ¿Qué diferencia de velocidad tiene el auto con el tren, para recorrer 202m más que el tren en 10.
1s? dif V = 202m / 10.
1s ; Dif V = 20m / s ;
Como Va = Vt + Dif V ;
Va = 20m / s + 20 m / s
Va = 40 m / s ; que es tu respuesta.
Podemos corroborarlo comparando los espacios recorridos por el tren y el auto en 10.
1s : Tren : e(t) = 20m / s * 10.
1s ; e(t) = 202m Auto : e(a) = 40m / s * 10.
1s ; e(a) = 404m ; con lo que queda corroborado que en 10.
1s el auto recorre 202 m más que el tren.