Первичная частичка движется в лабораторной системе отсчёта со скоростью V=10 м/с,

наибольший угол вылета sin(alpha)=4/10=0,4

скорость частички (вектор) равна скорости центра масс (вектор) плюс скорость частички относительно центра масс (векторн). наибольшее отклонение получившегося вектора от вектора скорости центра масс будет если скорость частички и скорость 4 м/с - катеты а скорость центра масс - гипотенуза

тут не формулы а геометрия - вектор и сумма этого вектора с иным вектором

пусть частичка летит горизонтально

от нее летит осколок в случайном направлении, вектор скорости этого осколка ограничен окружностью

наибольший угол между осколком и исходной частичкой будет если осколок полетит по касательной к окружности

*******************************************

на рисунке показаны 3 случайных варианта вылета осколка и только один из них для варианта наибольшего отклонения от направления частички.

sin(alpha)=v0/v=0,4

alpha = 23,57817848  градуса   23,6  градуса