Здесь массы у полусферы и тела равны, поэтому можем предполагать, что ускорение инерции и ускорение тела равны.
Тело в какой то момент вылетит, поэтому можно написать закон сохранения энергии:
Сначала встречный вопрос: а мы можем записать закон сохранения импульса для данной системы?
Да вот он, немного неправильный, но по сути он и есть.
Ось Оу
По оси Oy мы не можем записать закон сохранения импульса, потому что сила тяжести передаёт импульс системе, а значит он не сохраняется. Там сложные отношения между силами, поэтому лучше эту ось не трогать в данном ключе.
Ось Ох
По оси Ох внешних сил нет, значит мы можем спокойно записать закон сохранения импульса.