Fizika — matura 2021.

Automobil se prvih 5 km giba stalnom brzinom 60 km/h, a sljedećih 5 km stalnom brzinom 100 km/h. Kolika je srednja brzina automobila tijekom cijeloga puta?

• A60 km/h
• B75 km/h✓
• C80 km/h
• D100 km/h

Točan odgovor: B — 75 km/h

Lopta je izbačena vertikalno prema gore početnom brzinom $v_0$v_0. Koja je od navedenih tvrdnja točna za početnu brzinu lopte?

• ASmanjuje se brzina $v_0$v_0.
• BPovećava se brzina $v_0$v_0.
• CNe mijenja se brzina $v_0$v_0.✓
• DBrzina $v_0$v_0 u najvišoj je točki putanje 0.

Točan odgovor: C — Ne mijenja se brzina $v_0$v_0.

Crvena i plava lopta istodobno su izbačene s vrha nebodera. Crvena lopta izbačena je u horizontalnome smjeru, a plava je ispuštena da slobodno pada. Koja je od navedenih tvrdnja točna? Zanemarite otpor zraka.

• AObje lopte udaraju u tlo istodobno i različitim brzinama.✓
• BObje lopte udaraju u tlo istodobno i istim brzinama.
• CPlava lopta udara u tlo prva, manjom brzinom od crvene lopte.
• DCrvena lopta udara u tlo prva, većom brzinom od plave lopte.

Točan odgovor: A — Obje lopte udaraju u tlo istodobno i različitim brzinama.

Dva satelita masa m₁ = 2m₂ gibaju se oko Zemlje po kružnim putanjama jednakih polumjera r₁ = r₂. Koja od navedenih tvrdnja ne vrijedi za gibanje satelita?

• ANa satelite djeluju jednake centripetalne sile.✓
• BSateliti imaju jednaka ophodna vremena.
• CSateliti se gibaju jednakim brzinama.
• DSateliti se gibaju jednakim centripetalnim ubrzanjima.

Točan odgovor: A — Na satelite djeluju jednake centripetalne sile.

Koja od navedenih tvrdnja ne vrijedi za toplinsko širenje metalne kugle pri zagrijavanju?

• AVolumen je kugle veći što je veća promjena temperature.
• BPromjena je volumena veća što je veći početni volumen kugle.
• CToplinsko širenje kugle ovisi o vrsti metala.
• DToplinskim širenjem kugle raste njezina gustoća.✓

Točan odgovor: D — Toplinskim širenjem kugle raste njezina gustoća.

Mjehurić zraka giba se od dna prema vrhu jezera. Kako će se promijeniti volumen i tlak zraka u mjehuriću ako se pretpostavi da je temperatura vode stalna?

• ASmanjit će se i tlak i volumen.
• BPovećat će se tlak, a smanjit će se volumen.
• CSmanjit će se tlak, a povećat će se volumen.✓
• DPovećat će se i tlak i volumen.

Točan odgovor: C — Smanjit će se tlak, a povećat će se volumen.

Tri kuglice, olovna, bakrena i željezna, imaju jednaku masu m i zagrijane su do jednake temperature t₁. Za specifične toplinske kapacitete kuglica vrijedi $c_{\text{olova}} < c_{\text{bakra}} < c_{\text{željeza}}$c_olova < c_bakra < c_željeza. U svaku od triju staklenih čaša napunjenih vodom temperature t₂ < t₁ ubaci se po jedna kuglica. Početni volumen i temperatura vode u svim su čašama jednaki. U kojoj će čaši konačna temperatura biti najveća? Zanemarite zagrijavanje staklenih čaša i okoline.

• Au čaši s olovnom kuglicom
• Bu čaši s bakrenom kuglicom
• Cu čaši sa željeznom kuglicom✓
• Du svim čašama jednaka

Točan odgovor: C — u čaši sa željeznom kuglicom

Štap ima duljinu $l_0$l_0 na temperaturi $t_0$t_0. Kada štap zagrijemo na temperaturu $2t_0$2t_0, produljenje je štapa $\Delta l$Δ l. Koliko će biti produljenje toga štapa na temperaturi $3t_0$3t_0?

• A$2\Delta l$2Δ l✓
• B$3\Delta l$3Δ l
• C$4\Delta l$4Δ l
• D$9\Delta l$9Δ l

Točan odgovor: A — $2\Delta l$2Δ l

U zatvorenoj posudi s pomičnim klipom volumena V nalazi se idealni plin pod tlakom p. Volumen je nakon izotermnoga širenja plina za 50 % veći od volumena V. Za koliko se posto smanji tlak plina?

• Aza 33 %✓
• Bza 45 %
• Cza 50 %
• Dza 67 %

Točan odgovor: A — za 33 %

Tri kuglice jednakih masa ispuštene su s iste visine $h$h i pale su na tlo. Jedna je kuglica aluminijska, druga bakrena, a treća željezna. Sva se mehanička energija tijekom pada pretvorila u toplinu. Koja je od navedenih tvrdnja točna? Zanemarite izmjenu topline s okolinom.

• APromjena temperature najveća je za aluminijsku kuglicu.
• BPromjena temperature najveća je za bakrenu kuglicu.✓
• CPromjena temperature najveća je za željeznu kuglicu.
• DPromjena temperature jednaka je za sve tri kuglice.

Točan odgovor: B — Promjena temperature najveća je za bakrenu kuglicu.

Što od navedenoga vrijedi za promjenu unutarnje energije $\Delta U$Δ U, toplinu $Q$Q i rad $W$W pri izobarnoj kompresiji idealnoga plina?

• A$\Delta U < 0, Q < 0, W < 0$Δ U < 0, Q < 0, W < 0✓
• B$\Delta U = 0, Q < 0, W < 0$Δ U = 0, Q < 0, W < 0
• C$\Delta U > 0, Q = 0, W > 0$Δ U > 0, Q = 0, W > 0
• D$\Delta U > 0, Q > 0, W > 0$Δ U > 0, Q > 0, W > 0

Točan odgovor: A — $\Delta U < 0, Q < 0, W < 0$Δ U < 0, Q < 0, W < 0

Metalnu kuglu naboja 2 mC dotaknemo s drugom identičnom neutralnom kuglom. Kolika sila djeluje između kugla nakon dodira kada ih razmaknemo na udaljenost 1 m u vakuumu?

• A9 N
• B36 N
• C9 kN✓
• D36 kN

Točan odgovor: C — 9 kN

Neutralnoj metalnoj kuglici približimo negativno nabijenu metalnu kuglicu tako da se dodirnu. Kako će biti nabijene kuglice nakon razdvajanja?

• AJedna će biti pozitivno, a druga negativno nabijena.
• BObje će biti negativno nabijene.✓
• CObje će biti pozitivno nabijene.
• DObje će biti neutralne.

Točan odgovor: B — Obje će biti negativno nabijene.

Kako se može povećati magnetska indukcija unutar zavojnice promjenom samo jedne veličine?

• Asmanjenjem struje kroz zavojnicu
• Bsmanjenjem broja namotaja zavojnice
• Cpovećanjem duljine zavojnice
• Ddodavanjem željezne šipke unutar zavojnice✓

Točan odgovor: D — dodavanjem željezne šipke unutar zavojnice

Aluminijski vodič duljine $l$l i promjera $d$d ima električni otpor $R$R. Koliko će iznositi otpor aluminijskoga vodiča duljine $2l$2l i promjera $2d$2d?

• A$R/2$R/2✓
• B$R$R
• C$2R$2R
• D$8R$8R

Točan odgovor: A — $R/2$R/2

U kojemu od navedenih slučajeva neće doći do pojave elektromagnetske indukcije?

• AVodič se giba okomito na silnice magnetskoga polja.
• BVodič se giba usporedno sa silnicama magnetskoga polja.✓
• CVodič miruje u magnetskome polju koje se povećava.
• DVodič miruje u magnetskome polju koje se smanjuje.

Točan odgovor: B — Vodič se giba usporedno sa silnicama magnetskoga polja.

Tijelo mase m pričvršćeno je na elastičnu oprugu i harmonijski titra amplitudom A. Kolika je ukupna energija titranja sustava ako se masa tijela poveća tri puta, a amplituda titranja ostane jednaka?

• Atri puta manja
• Bjednaka kao i prije✓
• Ctri puta veća
• Ddevet puta veća

Točan odgovor: B — jednaka kao i prije

Uteg ovješen na opruzi titra u vertikalnoj ravnini nakon što smo ga pomaknuli iz ravnotežnoga položaja silom $F$F vertikalno prema gore. Koja od navedenih sila uzrokuje to titranje?

• Agravitacijska sila
• Belastična sila✓
• Crezultanta sile $F$F i gravitacijske sile
• Drezultanta sile $F$F i elastične sile

Točan odgovor: B — elastična sila

Koji od navedenih primjera sadrži isključivo mehaničke valove?

• Azvuk, svjetlost, val na površini vode
• Bzvuk, val na površini vode, potresni val✓
• Csvjetlost, mikrovalovi, val na žici gitare
• Dradiovalovi, val na žici gitare, mikrovalovi

Točan odgovor: B — zvuk, val na površini vode, potresni val

U LC titrajnome krugu udvostruče se vrijednosti induktiviteta zavojnice i kapaciteta kondenzatora. Kolika će biti rezonantna frekvencija $f_2$f_2 toga titrajnog kruga u odnosu na početnu vrijednost rezonantne frekvencije $f_1$f_1?

• A$f_2 = \frac{1}{4} f_1$f_2 = (1)/(4) f_1
• B$f_2 = \frac{1}{2} f_1$f_2 = (1)/(2) f_1✓
• C$f_2 = f_1$f_2 = f_1
• D$f_2 = 2 f_1$f_2 = 2 f_1

Točan odgovor: B — $f_2 = \frac{1}{2} f_1$f_2 = (1)/(2) f_1