1. Второй положительный заряд надо расположить за отрицательным зарядом на расстоянии 10 см. Придется исследовать равновесие только одного из положительных зарядов. Отрицательный будет в равновесии. Для экономии времени не буду писать полностью коэффициент. k*(q*q1))/(r^2)=k*(q^2)/((r+x)^2) ;
q1/q=(r^2)/((r+x)^2); r/(r+x)=(q1/q)^0,5; 10/(10+x)=(10/40)^0,5; 2*10=10+x; x=10. Второй положительный заряд надо расположить на расстоянии 10 см от отрицательного заряда и на расстоянии 20 см от положительного заряда чем смогла.
Заметим, что при прохождении точки π/2 шарик должен иметь неотличимое натяжение нити, иначе она согнется и полный оборот не получится.
Тогда по второму закону Ньютона имеем: mg = ma, т.е. a = g
Центростремительное ускорение шарика в точке π/2: g = V2^2 / R => V2^2 = g R
Теперь прибегнем к закону сохранения энергии (в точке -π/2 и π/2). Получаем (V1 - начальная скорость шарика, которую мы ищем):
mV1^2 / 2 = mV2^2/2 + mg2R
mV1^2 / 2 = (mgR + 4mgR) / 2
mV1^2 = 5mgR
V1 = √5gR