Чтобы решить эту задачу, надо сначала определиться: что автор задачи понимает под процессом обгона? Когда обгон начинается и когда заканчивается?
Я предполагаю, что начало обгона - в тот момент, когда голова пассажирского достигла хвоста товарного, а конец обгона - когда хвост пассажирского миновал голову товарного. Тогда, нарисовав чертеж, вы увидите, что длина этого обгона (т. е. путь, проходимый пассажирским за время обгона) равна сумме длин обоих поездов, т. е. утроенной длине пассажирского.
Итак, обозначим длину пассажирского х. Рассмотрим движение этого поезда при обгоне.
Расстояние 3х, время 4,5 мин, или 0,075 ч, а скорость движения (относительно товарного) равна 20 км/ч. Теперь можно составить уравнение:
Путь = скорость * время
3х = 20 * 0,075
Отсюда х = 0,5 км.