A equação certa é

, pois isso conta o instante inicial onde o móvel sai. No primeiro caso,

mas no segundo

. Note que sua igualdade não faz sentido:

só acontece se

, que também não é uma resposta válida. Vamos montar o problema:
Primeiro, vou escolher o sentido de A para B como positivo, e portanto a velocidade do primeiro trem será

. Assim, a velocidade do segundo trem será no sentido oposto, e portanto terá sinal oposto:

. Adotando como origem a cidade A, o espaço inicial do primeiro trem é zero e do segundo trem é 200 km. Vamos equacionar:


Igualando as duas expressões, encontraremos o
instante onde os dois espaços serão iguais:

Portanto, sabemos que o instante em que os trens se encontram é quatro segundos. Sabendo isso, para encontrar o espaço basta colocar em uma das equações, a escolha do freguês. Vou escolher a primeira pois é mais fácil:

Portanto, os dois trens se encontram na altura 120 km.