Вы писали "
буду благодарна даже за подсказку в решении: Задача №1" - Вам дали подсказки, но благодарности Вашей я не вижу.
Даю Вам вторую подсказку: 2 силы, действующие на катящийся шарик - (вес вниз) и (ценробеж по горизонтали прочь от центра вращени) надо сложить геометрически, чтобы получить направление силы выброса с внеш-рельсы. Затем сопоставить это направление с направлением радиуса шарика к точке касания с внеш-рельсом.
По мере возрастания скорости шарика направление выброс-силы смещается от вертикал-вниз всё более вбок. Как т-ко угловое смещение достигнет радиус-направления к внеш-рельсу, шарик слетит вбок-вверх ч-з рельс.
Подсказка3 : Вы создали дубль-консультацию
rfpro.ru/question/200776 (ссылка). Экспертам запрещено отвечать на дубли. Просите модераторов удалить 1 из мусор-страниц.