А там только неизвестные ускорения.
Вы задали условие, что по границе идти в два раза легче, чем по песку. Это означает, что отрицательное ускорение, определяемое сопротивлением, на границе в два раза меньше. Если изменить условия: по границе идти в два раза быстрее, то не будет никаких ускорений (по другому: ускорения определяемые сопротивлением и желанием объекта равны и противоположны - зануляются). И имеем аналог из оптики преломления луча с углами 30 и 90 градусов. Т.е. путь по пляжу будет лежать под углом 30 градусов к границе (оси X) с вытекающими величинами. Остальной путь будет лежать на границе (по оси X или параллельно).
Если допустить, что имеется стремление пройти к объекту кратчайшим путем, то появляется еще один вектор скорости, напрвленный из начала координат к объекту. В результате имеем суммарный вектор скорости, одна составляющая которого неизменна, а другая изменяется из-за изменения направления на объект при движении.
Опуская математику, можно сказать, что кривая будет функцией котангенса угла между осью X и направлением на объект.