Вы изначально требуете, чтобы сохранялась энергия. В данном случае это означает, что по направлению оси X скорость разлета увеличилась после удара. Я упомянул этот сценарий как малосодержательный.
В любом случае, если у нас произошла мгновенная сцепка в касательном направлении, у нас часть кинетической энергии
перешла в энергию вращения и в
, что вместе все равно меньше этой изначальной (следствие сохранения углового момента). Это избыток во вашему должен передаться каким-то образом в
. Теоретически это возможно. Но практически вряд-ли.
Ну а вообще более содержательным мне кажется вариант с проскальзываним в момент удара. Когда сила трения работает на сцепку. И в каких то случаях ее достаточно, чтобы организовать временную сцепку, в каких-то нет. В таком случае нам надо задать к-т трения и по прежнему считать пропорциональность силы трения нормальной силе. И если считать в нормальном направлении удар абсолютно упругим, задача имеет корректное решение. Изменение имульса по касательной будет пропорционально изменению импульса по нормали и изменению момента импульса шара относительно центра шара.
01.02.2019, 15:46 
![$$P(\boldsymbol v_1^++[\boldsymbol\omega_1^+,\boldsymbol{O_1C}])=P(\boldsymbol v_2^++[\boldsymbol\omega_2^+,\boldsymbol{O_2C}]).$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/b/8/cb8ba2646f1a19d8818e919b52eec35382.png "$$P(\boldsymbol v_1^++[\boldsymbol\omega_1^+,\boldsymbol{O_1C}])=P(\boldsymbol v_2^++[\boldsymbol\omega_2^+,\boldsymbol{O_2C}]).$$")
