2-3. 탄성 충돌과 비탄성 충돌 — 튕기는 공 vs 달라붙는 공

🎯 [1단계] 무슨 문제지? — 왜 어떤 공은 튕기고, 어떤 공은 달라붙을까?

공 두 개를 바닥에 떨어뜨려보자

같은 높이에서 고무공과 진흙 덩어리를 바닥에 떨어뜨린다고 상상해봐.

• 고무공: 바닥에 부딪히자마자 "통!" 하고 다시 높이 튀어 오른다!
• 진흙 덩어리: 바닥에 부딪히면 "철퍽." 그대로 바닥에 납작하게 달라붙는다.

둘 다 같은 높이에서 떨어졌으니까 바닥에 도달하는 순간의 속도도 같고, 운동량도 비슷했을 거야. 그리고 앞 절에서 배운 것처럼, 충돌에서는 운동량이 보존되지.

그런데 결과가 이렇게 다르다고?

한쪽은 원래 높이 가까이 되돌아오고, 한쪽은 꼼짝도 안 해. 운동량 보존은 둘 다 만족하는데, 도대체 무엇이 다른 걸까?

지금까지 알아낸 것

2-1절에서 우리는 운동량이 "움직임의 세기"($p = m \times v$)라는 것을 배웠어. 그리고 2-2절에서 운동량 보존법칙 — 외부 힘이 없으면 충돌 전후 운동량의 합은 변하지 않는다는 것도 알게 되었지.

하지만 운동량 보존법칙만으로는 충돌의 결과가 어떤 모습일지 완전히 알 수 없어. 운동량이 보존된다는 사실은 알겠는데, 왜 어떤 충돌에서는 물체가 탱탱 튀고, 다른 충돌에서는 찰싹 달라붙는 건지 설명이 안 돼.

여기서 우리는 1절에서 배운 친구를 다시 불러와야 해. 바로 에너지야!