После удара, по закону сохранения энергии и импульса, можно записать следующие соотношения:

m1v1cosα = m2v2cosθ, где v1 и v2 - скорости частицы до и после столкновения соответственно, α - угол входа, θ - угол вылета.m1v1sinα = m2v2sinθ, где v1 и v2 - скорости частицы до и после столкновения соответственно, α - угол входа, θ - угол вылета.

Разделим уравнения и получим:
tanθ = tanα

Следовательно, угол вылета равен углу входа, т.е. частица отскочит от шара под углом α к нормали.