농구공 위에 테니스공을 얹어 떨어뜨리면 왜 테니스공이 높이 튈까?

두 공을 겹쳐 떨어뜨리면 아래 농구공이 먼저 바닥에 튀어 위로 올라오고, 아직 내려오던 테니스공과 곧바로 부딪칩니다. 시뮬레이터는 이 위아래 움직임을 옆으로 눕혀 오른쪽(+)을 «위» 로 보여 줍니다.

부딪치기 전후로 운동량 합은 45.0 kg·m/s, 운동 에너지 합은 138 J 로 그대로인데(NASA: 운동량은 힘으로만 바뀐다), 무거운 농구공이 5 m/s 에서 3.18 m/s 로 느려지며 내준 에너지가 가벼운 테니스공을 13.2 m/s 로 쏘아 올립니다.

오르는 높이는 빠르기의 제곱에 비례해, 5 m/s 로 떨어진 높이 1.27 m 의 약 7 배인 8.86 m 까지 오를 수 있습니다(시뮬레이터에서 13.2 m/s 로 위로 던진 공의 «가장 높은 곳»). 실제 공은 튈 때 에너지 일부가 열이 되어 이보다 낮게 오릅니다.