Пусть в момент отрыва верхнего шарика от вертикальной плоскости гантелька составляет угол a с вертикалью, скорость верхнего шарика равна v, скорость нижнего u.

Согласно закону сохранения энергии

или

(m – масса каждого шарика; v, u, g – модули соответствующих векторов).

Поскольку стержень жесткий

Из уравнений (1) и (2) находим

До момента отрыва центр масс гантельки двигался с горизонтальным ускорением (это ускорение сообщалось силой реакции вертикальной стенки). Поэтому к моменту отрыва верхнего шарика от вертикальной стенки скорость u максимальна. Найдем значение cosa, при котором выражение

в формуле (3) максимально:

при x = 2/3, т. е. подставив это значение cosa в (3), найдем: