Я не правильно описал задание. Точка 

 совершает сложное движение (1-е - колебание маятника, 2-е движение цилиндра). Помимо прочего ошибся в рисунке, а именно в обозначениях. На рисунке 

 и 

 - это модули векторов, в следствии чего - их длины.
Мне не понятна цепочка действий, по которой мы получаем формулу для квадрата скорости. 
Т.е., я не могу понять, как мы так получили 
