Решение

Республиканская олимпиада 1994 9 класс № 4

Капли, падающие на лобовое стекло автомобиля, имеют нулевую горизонтальную составляющую скорости, а затем приобретают скорость , равную скорости автомобиля. Следовательно, автомобиль сообщает каплям некоторый импульс, т.е. действует на них с некоторой силой, равной (по третьему закону Ньютона) силе, с которой капли действуют на автомобиль. Пусть масса воды, капавшей на лобовое стекло за время , равна ; тогда импульс, сообщенный ей равен , а средняя сила, действующая на стекло,

тогда давление водяных капель

где — площадь стекла.
Для вычисления , заметим, что за время стекло “соберет” все капли, которые находятся в объеме параллелепипеда с основанием и длиной , т.е.

где — масса всех капель дождя, находящихся в единице объема. Для определения можно рассуждать следующим образом: пусть за время в цилиндрическом вертикальном сосуде с площадью основания уровень воды поднялся на , тогда ее масса , где , — плотность воды, очевидно, что эта же масса может быть выражена через по формуле аналогичной (3)

Приравнивая

найдем

(отметим, что — должно измеряться в той же системе единиц, что и остальные параметры задачи). Подставляя (4) в (3), а затем в (2), получим ответ