안녕하세요. 이정욱 입니다.
문제 상황에서 용수철이 매개하는 충돌은 탄성충돌을 빗댄 모형입니다.
수평면 상에서의 운동이므로 용수철이 압축되기 전부터... 두 물체가 완전히 분리 될 때까지의 두 상황만 보면
용수철의 변화가 없으므로 운동에너지가 보존된다는 표현을 이용하는 것이 맞습니다.
그런데, 질문에서 최대 압축 길이를 물어보는 과정에서
여전히 탄성력에 의한 일만 존재하므로 역학적 에너지는 보존되어야 하는데, 감소한 만큼의 운동에너지 변화량을 설명할 수 있어야 합니다.
즉, 그 감소한 만큼의 운동에너지가 용수철의 압축에 의한 퍼텐셜 에너지로 변하였다고 해석하는 것이지요.
보통 개념적으로 다루는 충돌에서는 자유공간에서 다루거나 매우 짧은 순간만 다루기에 퍼텐셜 에너지로의 변환까지는 잘 다루지 않습니다.
하지만, 해당 문항은 매우 짧은 순간이라도 측정할 수 있다면 순간 운동에너지의 변화가 어딘가에 저장되어 있어야 하지 않느냐를 설명하는 아주 좋은 문항입니다.