Filo inestensibile e di massa trascurabile rispetto ad m.
L'ampiezza α dell'angolo con vertice nel chiodo A fra il filo e la verticale di A è eguale a quella dell'angolo, dalla parte di A, fra il punto D (la pallina in x1) e la sua verticale che ha piede H sul segmento AB.
L'ampiezza β dell'angolo con vertice nel chiodo B fra il filo e la verticale di B è eguale a quella dell'angolo, dalla parte di B, fra il punto C (la pallina in x2) e la sua verticale che ha piede K sul segmento AB.
I due angoli in C e in D all'interno del quadrilatero ABCD, fra le due verticali CK e DH e il filo CD, hanno ampiezze uno γ e l'altro π - γ come si vede dal trapezio rettangolo HKCD.
Rammentando che
* sin(π - γ) = sin(γ)
* cos(π - γ) = - cos(γ)
con
* p = m*g
* r = tensione nel filo AD
* s = tensione nel filo DC
* t = tensione nel filo CB
si scrivono le condizioni d'equilibrio in C e in D
* in C: (t*sin(β) = s*sin(γ)) & (t*cos(β) + s*cos(γ) = p)
* in D: (r*sin(α) = s*sin(π - γ)) & (r*cos(α) + s*cos(π - γ) = p)
e s'impianta il sistema per cui TUTTO dev'essere in equilibrio
* (r*sin(α) = s*sin(π - γ)) & (t*sin(β) = s*sin(γ)) & (t*cos(β) + s*cos(γ) = p) & (r*cos(α) + s*cos(π - γ) = p)
da risolvere in (α, β) sotto le condizioni restrittive
* (0 < α < π/2) & (0 < β < π/2) & (0 < γ < π/2) & (r > 0) & (s > 0) & (t > 0)
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Ti rendi conto, spero, che tentare di risolvere simbolicamente il sistema di queste quattro equazioni e sei disequazioni non sia proprio la più guiscarda delle idee natalizie. Però, se proprio ci tieni, non vorrei mai che ti scoraggiassi perché io non ne ho la fantasia. Se lo vuoi fare, buona Pasqua Epifanìa (non te la cavi prima, temo)!