Выстрел из пушки. (МФТИ, вступительный экзамен, 2002)

Игрушечная пушка может скользить по рельсам, укреплённым на горизонтальном полу. Ствол пушки наклонён под углом ϕ к горизонту (см. рисунок). Масса пушки без снаряда равна M, масса снаряда — m. Из покоившейся пушки произведён выстрел. В результате пушка, не отрывавшаяся от рельсов, получила скорость u. На каком расстоянии от места выстрела снаряд упал на пол? Высоту пушки не учитывать. Направления всех движений параллельны плоскости рисунка.