Школьник сел в электробус, чтобы доехать до школы. На улице накрапывал дождик, но на вертикальные лобовые стекла кабины водителя капли во время остановки не попадали. Когда электробус тронулся и начал ускоряться, на лобовые стекла кабины капли дождя стали попадать, и тем чаще, чем выше становилась скорость электробуса, что заставляло водителя периодически включать «дворники». До какой скорости разогнался электробус за время t = 30 с при равноускоренном движении от остановки, если за время разгона на лобовые стекла попало N = 62500 капель дождя, площадь стекол равна
а концентрация капель в воздухе составляла
Можно считать, что до столкновения со стеклом кабины скорость капель остается такой же, как и вдалеке от электробуса.
Из условия следует, что капли падали вертикально во все время разгона электробуса, а их концентрация в воздухе не менялась.
Число капель, попадающих на стекла кабины за малый промежуток времени
равно
где V – объем слоя воздуха, «заметаемый» стеклами. Этот объем равен
где малое перемещение электробуса –
Полное число попавших на стекла капель при движении в одном направлении, таким образом, пропорционально полному пути x, то есть
Для равноускоренного разгона точки от нулевой начальной скорости до скорости справедливо следующее кинематическое соотношение для полного пути:
Таким образом, искомое число капель равно
Окончательно получаем:
Ответ: 40 км/ч.

