Тогда, действительно, как
Munin говорит - теорема Штейнера в помощь. Неужели не сталкивались?
Стержень невесомый, разве нельзя считать систему кольцом?
Как бы это сказать... У кольца распределение массы другое. Особенно если у него центр масс где-то не в центре. А если Вы и кольцо хотите невесомым сделать, тогда я просто не понимаю систему, которую Вы пытаетесь описать.
Зачем вообще брать вместо совсем простого случая двух точечных масс что-то ещё?