@FedericoC.: Con i vettori la condizione di puro rotolamento non si scrive

ma

, perché puro rotolamento vuol dire che la
somma vettoriale di velocità del CdM e velocità del punto di contatto rispetto al CdM deve essere nulla. Quindi la prima equazione andrebbe riscritta come
 \times \vec r = 0)
. Comunque non ho capito come fai a dire che
\cdot m \vec r = 0)
: questi due vettori sono perpendicolari solo in un caso particolare, cioè quello in cui

è sempre orizzontale, ma nel caso più generale la condizione di puro rotolamento può essere soddisfatta anche da un vettore velocità angolare non orizzontale, purché il prodotto vettoriale tra questo vettore e

sia un vettore opposto alla velocità del CdM. Ma per evitare questo problema ti basta cambiare sostituzione: puoi ricavare

dalla seconda equazione e sostituire nella prima e dovrebbe tornarti tutto.
@guido: scusami se non ho risposto subito ma in questi giorni non ho avuto molto tempo, comunque sono contento che abbia risposto drago che sicuramente ne sa più di me e ci ha chiarito le idee a tutti e due.