Fizika — matura 2015.

Tijelo se giba jednoliko po kružnici periodom $T$ i frekvencijom $f$. Kolika će biti frekvencija vrtnje toga tijela ako mu je period vrtnje $2T$?

• A$f/4$
• B$f/2$✓
• C$2f$
• D$4f$

Točan odgovor: B — $f/2$

Kvadar se giba jednoliko po vodoravnoj podlozi pod djelovanjem vodoravne vučne sile $\vec{F}$. Koja je od navedenih tvrdnja točna za silu trenja $\vec{F}_{tr}$ kojom podloga djeluje na kvadar? Pretpostavite da su vučna sila i sila trenja jedine sile koje imaju komponentu u vodoravnome smjeru.

• A$\vec{F}_{tr} = \vec{F}$
• B$\vec{F}_{tr} = -\vec{F}$✓
• C$\vec{F}_{tr} = \vec{F}/2$
• D$\vec{F}_{tr} = -\vec{F}/2$

Točan odgovor: B — $\vec{F}_{tr} = -\vec{F}$

Jabuka se nalazi na stolu. Sila kojom Zemlja djeluje na jabuku jest sila akcije. Koja je pripadna sila reakcije u skladu s III. Newtonovim zakonom gibanja?

• Asila kojom jabuka pritišće stol
• Bsila kojom stol djeluje na jabuku
• Csila kojom jabuka privlači Zemlju✓
• Dsila kojom stol pritišće Zemlju

Točan odgovor: C — sila kojom jabuka privlači Zemlju

Tijelo je izbačeno početnom brzinom $v_0$ u vodoravnome smjeru iznad tla. Nakon vremena $t$ tijelo padne na tlo. Koliko bi iznosilo vrijeme padanja tijela da je s iste visine izbačeno brzinom $4v_0$ u vodoravnome smjeru? Zanemarite otpor zraka.

• A$t$✓
• B$t\sqrt{2}$
• C$2t$
• D$4t$

Točan odgovor: A — $t$

Akceleracija slobodnoga pada na Mjesecu jest $g/6$, gdje je $g$ akceleracija slobodnoga pada na Zemlji. Astronaut koji se nalazi na površini Mjeseca o dinamometar ovjesi tijelo mase $1,2\text{ kg}$. Koliku silu pokazuje dinamometar?

• A$0\text{ N}$
• B$2\text{ N}$✓
• C$6\text{ N}$
• D$12\text{ N}$

Točan odgovor: B — $2\text{ N}$

Pri kojoj se promjeni stanja plina ne mijenja volumen plina?

• Apri izotermnoj promjeni
• Bpri izobarnoj promjeni
• Cpri izohornoj promjeni✓
• Dpri adijabatskoj promjeni

Točan odgovor: C — pri izohornoj promjeni

Određena količina idealnoga plina zagrijava se izohorno. Čemu je jednaka toplina koju plin primi od okoline?

• Apromjeni potencijalne energije molekula plina
• Bradu obavljenomu nad plinom
• Cradu koji obavi plin
• Dpromjeni unutarnje energije plina✓

Točan odgovor: D — promjeni unutarnje energije plina

Srednja kinetička energija atoma helija iznosi $6,4 \cdot 10^{-21}$ J. Kolika je temperatura helija? Pretpostavite da se helij ponaša kao idealni plin.

• A$36 \text{ °C}$✓
• B$191 \text{ K}$
• C$309 \text{ °C}$
• D$696 \text{ K}$

Točan odgovor: A — $36 \text{ °C}$

Uranjanjem u vodu uteg se zagrijao za $4\text{ K}$, a voda ohladila za $2\text{ K}$. Mase utega i vode su jednake. Zanemarite izmjenu topline s okolinom. Koja je od navedenih tvrdnja točna?

• AUteg je primio više topline nego što je voda predala.
• BSpecifični toplinski kapacitet utega veći je nego specifični toplinski kapacitet vode.
• CUteg je primio više unutarnje energije nego što je voda predala.
• DSpecifični toplinski kapacitet utega manji je nego specifični toplinski kapacitet vode.✓

Točan odgovor: D — Specifični toplinski kapacitet utega manji je nego specifični toplinski kapacitet vode.

Nenabijena metalna kugla postavljena je između štapa 1 i štapa 2. Naboji na kugli raspodjele se kao na crtežu. Koja je od navedenih tvrdnja točna?

• AŠtap 1 je neutralan, a štap 2 je negativno nabijen.✓
• BŠtap 1 je negativno nabijen, a štap 2 je neutralan.
• CŠtap 1 je neutralan, a štap 2 je pozitivno nabijen.
• DŠtap 1 je negativno nabijen, a štap 2 je pozitivno nabijen.

Točan odgovor: A — Štap 1 je neutralan, a štap 2 je negativno nabijen.

Proton se giba brzinom $5 \cdot 10^6 \text{ m/s}$ po kružnoj stazi okomito na silnice magnetskoga polja iznosa $0,2 \text{ T}$. Koliki je polumjer staze gibanja toga protona?

• A$6 \text{ cm}$
• B$8 \text{ cm}$
• C$18 \text{ cm}$
• D$26 \text{ cm}$✓

Točan odgovor: D — $26 \text{ cm}$

Trošilo je spojeno na akumulator i kroz njega prolazi struja $2,5\text{ A}$ tijekom $2\text{ sata}$. Pritom se prenese $108\text{ kJ}$ električne energije. Koliki je napon na krajevima akumulatora?

• A$6\text{ V}$✓
• B$12\text{ V}$
• C$18\text{ V}$
• D$24\text{ V}$

Točan odgovor: A — $6\text{ V}$

Matematičko njihalo sastavljeno je od niti i kuglice. Što treba učiniti da se poveća frekvencija toga njihala?

• Apovećati masu kuglice
• Bskratiti nit✓
• Csmanjiti masu kuglice
• Dproduljiti nit

Točan odgovor: B — skratiti nit

Tijelo mase $2\text{ kg}$, ovješeno o oprugu konstante elastičnosti $200\text{ N/m}$, titra vertikalno. Amplituda titranja je $2\text{ cm}$. Kako glasi izraz za elongaciju toga tijela u ovisnosti o vremenu?

• A$y = 2\text{ m} \sin(100\text{ s}^{-1} t)$
• B$y = 2\text{ m} \sin(10\text{ s}^{-1} t)$
• C$y = 2\text{ cm} \sin(100\text{ s}^{-1} t)$
• D$y = 2\text{ cm} \sin(10\text{ s}^{-1} t)$✓

Točan odgovor: D — $y = 2\text{ cm} \sin(10\text{ s}^{-1} t)$

Elongacija tijela koje harmonijski titra dana je relacijom $y = 2 \text{ cm} \cdot \sin(\pi t \cdot \text{s}^{-1} + \pi/4)$. Koliko iznosi elongacija tijela u početnome trenutku?

• A$-\sqrt{2} \text{ cm}$
• B$0 \text{ cm}$
• C$\sqrt{2} \text{ cm}$✓
• D$2 \text{ cm}$

Točan odgovor: C — $\sqrt{2} \text{ cm}$

Koja je od navedenih tvrdnja točna za matematičko njihalo u titranju u trenutku kada je iznos akceleracije tijela najveći?

• AUkupna je energija tijela najmanja.
• BUkupna je sila na tijelo najmanja.
• CTijelo je u ravnotežnome položaju.
• DOtklon je tijela najveći.✓

Točan odgovor: D — Otklon je tijela najveći.

Napeta žica duljine $1 \text{ m}$ učvršćena je na krajevima. Žicu se zatitra tako da na njoj nastane stojni val. Kolika je najveća moguća valna duljina takvoga stojnog vala?

• A$0,5 \text{ m}$
• B$1 \text{ m}$
• C$2 \text{ m}$✓
• D$4 \text{ m}$

Točan odgovor: C — $2 \text{ m}$

Monokromatska svjetlost prelazi iz zraka u vodu. Što se od navedenoga pritom događa?

• ABrzina svjetlosti ostaje ista, a njezina se frekvencija poveća.
• BSmanje se brzina svjetlosti i njezina frekvencija.
• CPovećaju se brzina svjetlosti i njezina frekvencija.
• DSmanji se brzina svjetlosti, a njezina frekvencija ostaje ista.✓

Točan odgovor: D — Smanji se brzina svjetlosti, a njezina frekvencija ostaje ista.

Elektron koji se giba brzinom $v$ ima de Broglievu valnu duljinu $\lambda$. Kolika je de Broglieva valna duljina elektrona koji se giba brzinom $v/4$?

• A$\lambda/4$
• B$\lambda/2$
• C$2\lambda$
• D$4\lambda$✓

Točan odgovor: D — $4\lambda$

Svemirski brod X giba se prema svemirskome brodu Y brzinom $0,5 \text{ } c$. Kapetan svemirskoga broda X ispali laserski puls brzinom $c$ prema brodu Y. Koliku brzinu laserskoga pulsa mjeri posada na brodu Y?

• A$0,5c$
• B$\sqrt{0,5} \cdot c$
• C$c$✓
• D$1,5c$

Točan odgovor: C — $c$