Fizika — matura 2013.

Krenuvši iz mirovanja, automobil se giba jednoliko ubrzano te nakon 10 s postigne brzinu 20 m/s. Automobil se sljedećih 10 s giba jednoliko brzinom koju je imao na kraju desete sekunde. Kolika je srednja brzina automobila za tih 20 s gibanja?

• A10 m/s
• B15 m/s✓
• C20 m/s
• D30 m/s

Točan odgovor: B — 15 m/s

Tijelo leži na vodoravnoj podlozi. Za tijelo zavežemo nit kojom ga vučemo po podlozi. U jednome trenutku nit se prekine. Što je od navedenoga točno? Zanemarite trenje.

• ATijelo se trenutačno zaustavi.
• BTijelo se nastavi gibati usporeno.
• CTijelo se nastavi gibati jednoliko.✓
• DTijelo se nastavi gibati ubrzano.

Točan odgovor: C — Tijelo se nastavi gibati jednoliko.

S visine od 150 m tijelo je izbačeno u vodoravnome smjeru početnom brzinom 10 m/s. Koji će položaj tijelo imati 3 sekunde nakon početka gibanja? Zanemarite otpor zraka. U ponuđenim odgovorima $x$ označava vodoravnu udaljenost tijela od početnoga položaja, a $y$ udaljenost tijela od tla.

• A$x = 10 \text{ m}, y = 105 \text{ m}$
• B$x = 10 \text{ m}, y = 45 \text{ m}$
• C$x = 30 \text{ m}, y = 105 \text{ m}$✓
• D$x = 30 \text{ m}, y = 45 \text{ m}$

Točan odgovor: C — $x = 30 \text{ m}, y = 105 \text{ m}$

Tijelo mase $m$ pada s visine $h$. Početna brzina tijela je nula. Tijelo udari o tlo brzinom $v$. Koliko se pritom mehaničke energije pretvorilo u druge oblike energije tijekom padanja?

• A$mgh$
• B$\frac{mv^2}{2}$
• C$mgh + \frac{mv^2}{2}$
• D$mgh - \frac{mv^2}{2}$✓

Točan odgovor: D — $mgh - \frac{mv^2}{2}$

Prva svemirska brzina za Zemlju iznosi $v_1$. Masa Zemlje je $M$, a radijus Zemlje je $R$. Koliko iznosi prva svemirska brzina za planet čija je masa $M/4$, a radijus $4R$?

• A$v_1/16$
• B$v_1/4$✓
• C$4v_1$
• D$16v_1$

Točan odgovor: B — $v_1/4$

Kroz cijev presjeka 24 cm$^2$ za 5 s prođe 120 L tekućine. Kolika je brzina protjecanja tekućine kroz tu cijev?

• A0,01 m/s
• B0,1 m/s
• C1 m/s
• D10 m/s✓

Točan odgovor: D — 10 m/s

U posudi se nalazi plin na temperaturi 27 °C i tlaku $p_0$. Plin izohorno zagrijemo na temperaturu 327 °C. Koliki je tlak plina nakon zagrijavanja?

• A$0,5p_0$
• B$p_0$
• C$2p_0$✓
• D$4p_0$

Točan odgovor: C — $2p_0$

U boci se nalazi plin pod tlakom $p$ i na temperaturi 20 °C. Kolika će biti temperatura toga plina ako se tlak u boci promijeni na $2p$? Pri zagrijavanju plina ne mijenja se obujam boce.

• A10 °C
• B40 °C
• C273 °C
• D313 °C✓

Točan odgovor: D — 313 °C

Tri tijela jednakih masa imaju specifične toplinske kapacitete za koje vrijedi $c_1 = 2c_2 = 3c_3$. Dok su u termičkome kontaktu, svim tijelima zajedno dovede se toplina iznosa $11Q$. Tijelo specifičnoga toplinskog kapaciteta $c_2$ pritom primi topline iznosa $3Q$. Koliko je topline $Q_1$ primilo tijelo specifičnog toplinskog kapaciteta $c_1$, a koliko topline $Q_3$, tijelo specifičnog toplinskog kapaciteta $c_3$?

• A$Q_1 = 2Q, Q_3 = 6Q$
• B$Q_1 = 3Q, Q_3 = 5Q$
• C$Q_1 = 5Q, Q_3 = 3Q$
• D$Q_1 = 6Q, Q_3 = 2Q$✓

Točan odgovor: D — $Q_1 = 6Q, Q_3 = 2Q$

Idealnomu plinu predana je toplina od 5·10º J pri stalnome tlaku. Plin je pritom obavio rad od 3·10º J. Kako se pritom promijenila unutrašnja energija plina?

• ASmanjila se za 8·10º J.
• BSmanjila se za 2·10º J.
• CPovećala se za 2.106 J.✓
• DPovećala se za 8-106 J.

Točan odgovor: C — Povećala se za 2.106 J.

Kalorimetar sadrži 400 g vode temperature 80 °C. U kalorimetar s vodom dolijemo 1600 g vode temperature 40 °C. Koliko iznosi temperatura termodinamičke ravnoteže? Zanemarite zagrijavanje kalorimetra i druge gubitke topline.

• A44 °C
• B48 °C✓
• C58 °C
• D64 °C

Točan odgovor: B — 48 °C

Atom helija sastoji se od elektronskoga omotača s dvama elektronima i jezgre koja sadrži dva protona i dva neutrona. Koliko iznosi električni naboj opisanoga atoma helija, $Q_A$, a koliko električni naboj jezgre atoma helija, $Q_J$? U odgovorima $e$ označava elementarni naboj.

• A$Q_A = 0, Q_J = 0$
• B$Q_A = -2e, Q_J = +2e$
• C$Q_A = 0, Q_J = +2e$✓
• D$Q_A = -2e, Q_J = 0$

Točan odgovor: C — $Q_A = 0, Q_J = +2e$

Elektron ulijeće u homogeno magnetsko polje okomito na silnice polja. Što se događa s brzinom elektrona dok se giba u magnetskome polju?

• ABrzini se mijenjaju smjer i iznos.
• BBrzini se ne mijenjaju ni smjer niti iznos.
• CBrzini se mijenja smjer, a po iznosu je stalna.✓
• DBrzina je po smjeru stalna, a mijenja joj se iznos.

Točan odgovor: C — Brzini se mijenja smjer, a po iznosu je stalna.

Ravni kondenzator, između čijih se ploča nalazi zrak, spojen je na bateriju tako da na sebe primi naboj $Q$. Tako nabijen kondenzator odspoji se od baterije te u prostor između ploča umetne dielektrik relativne permitivnosti $\varepsilon_r = 8$. Pri umetanju dielektrika kondenzator je električki izoliran od okoline. Naboj na kondenzatoru nakon umetanja dielektrika označen je s $Q'$. Što vrijedi za odnos naboja $\frac{Q'}{Q}$?

• A$\frac{Q'}{Q} = \frac{1}{8}$
• B$\frac{Q'}{Q} = 1$✓
• C$\frac{Q'}{Q} = 8$
• D$\frac{Q'}{Q} = 64$

Točan odgovor: B — $\frac{Q'}{Q} = 1$

Uteg ovješen na oprugu harmonijski titra s periodom $T$. Ako se udvostruči amplituda titranja, uteg i dalje titra harmonijski. Koliki je period titranja utega u tome slučaju?

• A0,25 T
• B0,5 T
• CT✓
• D2 T

Točan odgovor: C — T

Čovjek visok 1,8 m stoji uspravno ispred ravnoga zrcala u kojem se vidi u cijelosti. Kakva je slika čovjeka u zrcalu?

• Arealna, visoka 1,8 m
• Bvirtualna, visoka 1,8 m✓
• Crealna, veća od 1,8 m
• Dvirtualna, veća od 1,8 m

Točan odgovor: B — virtualna, visoka 1,8 m

Pokusom treba ispitati ovisnost perioda titranja oscilatora o masi utega. U tu svrhu upotrebljavaju se dva oscilatora. Oscilatori se sastoje od utega pričvršćenoga o oprugu. Uteg jednoga oscilatora ne može se premještati na oprugu drugoga oscilatora. Što bi od navedenoga u tu svrhu trebalo upotrebljavati?

• Aoscilatore jednakih opruga i jednakih masa
• Boscilatore jednakih opruga, a različitih masa✓
• Coscilatore različitih opruga, a jednakih masa
• Doscilatore različitih opruga i različitih masa

Točan odgovor: B — oscilatore jednakih opruga, a različitih masa

Koliko vremena treba radiosignalu da prijeđe udaljenost od 250 m u vakuumu?

• A8,3·10⁻⁷ s✓
• B1,2·10⁻⁶ s
• C2,4·10⁶ s
• D7,5·10¹⁰ s

Točan odgovor: A — 8,3·10⁻⁷ s

Jednadžba vala u nekome sredstvu glasi $y = (5\text{cm}) \cdot \sin(100\text{ts}^{-1}-2\text{xm}^{-1})$. Izvor vala smješten je u ishodištu koordinatnoga sustava. Koja točka sredstva titra po funkciji $y = (5\text{cm}) \cdot \sin(100\text{ts}^{-1})$?

• Aizvor vala✓
• Btočka udaljena 0,5 m od izvora vala
• Ctočka udaljena 1 m od izvora vala
• Dtočka udaljena 100 m od izvora vala

Točan odgovor: A — izvor vala

Youngovim pokusom s monokromatskom svjetlošću dobivaju se interferentne pruge na zastoru. Što od navedenoga treba učiniti da se poveća razmak između interferentnih pruga?

• ATreba smanjiti razmak između pukotina.✓
• BTreba povećati razmak između pukotina.
• CTreba smanjiti razmak između zastora i pukotina.
• DTreba upotrebljavati svjetlost manje valne duljine.

Točan odgovor: A — Treba smanjiti razmak između pukotina.