高校物理、保存則の応用

質問

（問題）
滑らかな水平面と曲面をもつ質量Mの台が静止している。質量ｍの球Pが速さｖ０で台に飛び乗ってきた。Pが最も高い位置に来た時の台の速さVを求めよ。また、Pが上がった高さｈを求めよ。
（疑問）
台、球には図のように、赤：球への重力、緑：台の球に対する垂直抗力、青：球が台を押す力、台への重力がかかっています。
鉛直方向には外力である、重力が掛かっているから、運動量保存則は使えない、水平面しか使えないことはわかるのですが、問題集の解答で、「最高点に来た時、速度は水平方向になる（分解して考える必要はない）」とあるのですが、なぜ、水平方向に速度が発生するとわかるのでしょうか？

回答No.1

teppou · ベストアンサー

質量 M の台が摩擦のない床の上に置いてあるのなら、台は水平方向にしか運動できません。

　球が最も高い位置に来た時という事は、球と台が接触していて同じ速度であるという事になり、球の運動方向は水平しかないと思います。