Почему формула стокса справедлива при медленном равномерном движении шарика в безграничной среде? что означает «безграничная среда»?

Безграничная среда, это пространство (например длинная труба), ширина которого значительно больше, чем диаметр шарика (тела). только в таком случае на тело не будут влиять гидростатические и гидродинамические силы.  

введем обозначения: е0 - электрическая постоянная

е - диэлектрическая проницаемость жидкости,

p1 - плотность шарика,

p2 - плотность жидкости   (p2< p1),

fк - сила кулона: fк = q^2/(4пee0*r^2) = q^2 / (8пee0*l^2).

fa - сила архимеда: fa = p2*g*v = mgp2/p1

уравнения ньютона для равновесия одного шарика в проекциях на оси х и у:

х:   fк = t/кор2         t - натяжение нити.

у:   fa + t/кор2 = mg     отсюда получим:

fк = mg - fa     или:

q^2 / (8пee0*l^2) = mg(1 -(p2/p1))

отсюда находим заряд шарика:

q = 2l*кор[2пee0*mg(1-(p2/p1))]

время подъема равно времени падения и равно 4/2 = 2 с.

- начальная скорость стрелы.

высота подъема:

ответ: 20 м/с;   20 м.