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.
2. После подключения второго конденсатора с C2=2*C1 этот заряд Q1 окажется в емкости C12=C1+C2=3*C1, с напряжением на емкостях U12=U/3 в силу постоянства заряда.
3. Энергия в С12=3*С1*(U/3)^2=C1*U^2/3=0.3Дж.
4. Отсюда U=sqrt(3*0.3/1E-5)=300В.