не значит, что по направлению

пройдено полпути.
Здесь так получается чисто из начальных условий, из-за равенства двух скоростей, как указал
DimaM. Можно записать уравнения движения через

, выразить

через

и получить уравнение для наклона в явном виде.
при каком коэффициенте вычисленная траектория не соответствует с приемлемой точностью тому, что они нарисовали
Я пытался начать думать, какой метод оценки расстояния будет наиболее надежным, если участок траектории известен только с очень большой погрешностью. Но быстро закончил

наверное, зависит от вида погрешности, - если это случайный шум, то, будет хорош фит, о котором Вы говорите, а если погрешность систематическая, то, нужны предположения о ее характере. Оценка по наклону наиболее простая, но, не факт, что самая надежная.