Fizika — matura 2023.

Automobil se giba od sjevera prema jugu brzinom stalnoga iznosa preko ispupčenoga mosta koji iz bočnoga pogleda ima oblik kružnoga luka. Koji je smjer količine gibanja toga automobila kad se nalazi na najvišoj točki mosta?

• Ahorizontalan od sjevera prema jugu✓
• Bhorizontalan od juga prema sjeveru
• Cvertikalno prema gore
• Dvertikalno prema dolje

Točan odgovor: A — horizontalan od sjevera prema jugu

Ukupnim impulsom sile $I$ tijelo mase $m$ pokrene se iz mirovanja tako da na kraju djelovanja ima kinetičku energiju $E_k$. Kolika će biti kinetička energija tijela mase $2m$ ako se to tijelo iz mirovanja pokrene ukupnim impulsom sile $I / 2$?

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

Točan odgovor: D — $E_k / 8$

Tri kvadra A, B i C, od istoga materijala i masa $m_\text{A} > m_\text{B} > m_\text{C}$, kližu po horizontalnoj podlozi bez trenja i jednakim brzinama nalijeću na hrapavu podlogu. Koji će kvadar prijeći najveću udaljenost do zaustavljanja?

• AKvadar A prijeći će najveću udaljenost.
• BKvadar B prijeći će najveću udaljenost.
• CKvadar C prijeći će najveću udaljenost.
• DSvi kvadri prijeći će jednaku udaljenost.✓

Točan odgovor: D — Svi kvadri prijeći će jednaku udaljenost.

Svemirski brod nalazi se na pravcu koji prolazi kroz središta planeta X i Y. Središta planeta međusobno su udaljena 1500 milijuna kilometara. Masa planeta Y 4 je puta veća od mase planeta X. Na kojoj se udaljenosti od planeta X nalazi svemirski brod kad je ukupna gravitacijska sila planeta X i Y na njega jednaka nuli?

• A375 milijuna kilometara
• B500 milijuna kilometara✓
• C750 milijuna kilometara
• D1125 milijuna kilometara

Točan odgovor: B — 500 milijuna kilometara

Kuglica K₁ mase $m$ nalazi se na udaljenosti $2r$ od kugle K mase $M$, a kuglica K₂ mase $2m$ nalazi se na udaljenosti $r$ od kugle K. Koliki je omjer gravitacijske sile $F_{g1}$ između kuglice K₁ i kugle K i gravitacijske sile $F_{g2}$ između kuglice K₂ i kugle K?

• A$\frac{1}{8}$✓
• B$\frac{1}{4}$
• C$\frac{1}{2}$
• D1

Točan odgovor: A — $\frac{1}{8}$

Voda potpuno ispunjava posudu i ne preljeva se preko ruba. U posudu se polako uroni tijelo tako da se iz nje izlije određeni volumen vode. Koja je od navedenih tvrdnja za težinu vode koja se prelila preko ruba posude točna?

• AJednaka je sili uzgona kojom voda djeluje na tijelo bez obzira na gustoću tijela.✓
• BJednaka je sili uzgona kojom voda djeluje na tijelo samo ako je gustoća tijela manja od gustoće vode.
• CJednaka je sili uzgona kojom voda djeluje na tijelo samo ako je gustoća tijela veća od gustoće vode.
• DJednaka je sili uzgona kojom voda djeluje na tijelo samo ako je gustoća tijela jednaka gustoći vode.

Točan odgovor: A — Jednaka je sili uzgona kojom voda djeluje na tijelo bez obzira na gustoću tijela.

Na kojoj će temperaturi aluminijska šipka biti 0,5 % dulja nego na temperaturi 10 °C? Koeficijent je linearnoga toplinskog rastezanja aluminija $2,6 \cdot 10^{-5}$ K⁻¹.

• A182 °C
• B192 °C
• C202 °C✓
• D212 °C

Točan odgovor: C — 202 °C

Zlatni prsten pao je u vruću vodu čija je temperatura za 30 °C viša od temperature okoline. Koja od navedenih tvrdnja točno opisuje promjenu nastalu na prstenu?

• APrstenu se povećao i vanjski i unutarnji promjer.✓
• BPrstenu se povećao vanjski promjer, a unutarnji se smanjio.
• CPrstenu se povećao vanjski promjer, a unutarnji je ostao istih dimenzija.
• DPrstenu se povećao unutarnji promjer, a vanjski je ostao istih dimenzija.

Točan odgovor: A — Prstenu se povećao i vanjski i unutarnji promjer.

U čvrstoj boci nalazi se idealni plin pod tlakom $p$. Koliki će biti tlak plina u boci kad se iz boce ispusti jedna četvrtina mase plina, a termodinamička se temperatura plina dvostruko poveća?

• A$3p / 4$
• B$3p / 2$✓
• C$p / 2$
• D$p / 4$

Točan odgovor: B — $3p / 2$

Što se dogodi s mjehurićem zraka u plućima pri naglome izranjanju?

• ATlak se u mjehuriću zraka smanji, a volumen se mjehurića zraka poveća.✓
• BTlak se u mjehuriću zraka poveća i volumen se mjehurića zraka poveća.
• CTlak se u mjehuriću zraka smanji, a gustoća se zraka u mjehuriću poveća.
• DTlak se u mjehuriću zraka poveća i gustoća zraka se u mjehuriću poveća.

Točan odgovor: A — Tlak se u mjehuriću zraka smanji, a volumen se mjehurića zraka poveća.

Zrak je smjesa različitih plinova s najvećim udjelom dušika i kisika. Ljeti su prosječne temperature zraka veće nego zimi. Koja je od navedenih tvrdnja o odnosu prosječnih kinetičkih energija molekula dušika i kisika točna? Pretpostavite da je zrak idealni plin.

• AProsječna kinetička energija molekula kisika uvijek je veća od prosječne kinetičke energije molekula dušika.
• BProsječna kinetička energija molekula kisika uvijek je manja od prosječne kinetičke energije molekula dušika.
• CProsječna kinetička energija molekula kisika i dušika međusobno je jednaka, no ljeti je veća nego zimi.✓
• DProsječna kinetička energija molekula kisika i dušika međusobno je jednaka, no zimi je veća nego ljeti.

Točan odgovor: C — Prosječna kinetička energija molekula kisika i dušika međusobno je jednaka, no ljeti je veća nego zimi.

Idealni plin nalazi se u spremniku stalnoga volumena. Plin se zagrijava i temperatura mu se poveća sa 150 K na 600 K. Kako se promijeni efektivna brzina molekule plina?

• ASmanji se 4 puta.
• BSmanji se 2 puta.
• CPoveća se 2 puta.✓
• DPoveća se 4 puta.

Točan odgovor: C — Poveća se 2 puta.

Idealni plin nalazi se u cilindru s pomičnim klipom. Kako će se promijeniti tlak i temperatura plina pri adijabatskoj kompresiji?

• ATlak i temperatura se smanje.
• BTlak i temperatura se povećaju.✓
• CTlak se smanji, a temperatura se poveća.
• DTlak se poveća, a temperatura se smanji.

Točan odgovor: B — Tlak i temperatura se povećaju.

Pri adijabatskoj ekspanziji jednoatomnoga idealnog plina promijenila se temperatura plina. Koja je od navedenih jednadžbi za promjenu temperature $\Delta T$ u tome procesu točna?

• A$\Delta T = \frac{3(Q-W)}{2nR}$
• B$\Delta T = -\frac{2Q}{3nR}$
• C$\Delta T = -\frac{2W}{3nR}$✓
• D$\Delta T = \frac{2W}{3nR}$

Točan odgovor: C — $\Delta T = -\frac{2W}{3nR}$

Kondenzator na svojim pločama nosi naboje iznosa $+Q$ i $-Q$ kad je spojen na bateriju napona $U$. Iznos je električnoga polja među pločama $E$. Spojna žica pozitivne ploče kondenzatora prespoji se na negativni pol baterije, a spojna žica negativne ploče kondenzatora prespoji se na pozitivni pol baterije. Za koliko se zbog toga promijeni iznos električnoga polja među pločama kondenzatora?

• Aza 0✓
• Bza $E/2$
• Cza $E$
• Dza $2E$

Točan odgovor: A — za 0

Dva točkasta naboja $q_1$ i $q_2 = -2q_1$ smješteni su u zraku na stalnoj udaljenosti $r$. Električno polje u točki T koja se nalazi na sredini spojnice između njih iznosi $E$. Koliki su po iznosu u točki T električno polje prvoga točkastog naboja $E_1$ i drugoga točkastog naboja $E_2$?

• A$E_1 = \frac{1}{2}E, E_2 = \frac{1}{2}E$
• B$E_1 = \frac{1}{3}E, E_2 = \frac{2}{3}E$✓
• C$E_1 = \frac{2}{3}E, E_2 = \frac{1}{3}E$
• D$E_1 = \frac{1}{4}E, E_2 = \frac{1}{4}E$

Točan odgovor: B — $E_1 = \frac{1}{3}E, E_2 = \frac{2}{3}E$

Kondenzator na svojim pločama nosi naboje iznosa $+Q$ i $-Q$ kad je spojen na bateriju napona $U$. Razmak među pločama kondenzatora udvostruči se dok kondenzator ostaje spojen na bateriju. Koja je od navedenih tvrdnja za napon između ploča kondenzatora točna tijekom razmicanja ploča?

• ASmanjuje se.
• BPovećava se.
• COstaje stalan i jednak nuli.
• DOstaje stalan, no različit od nule.✓

Točan odgovor: D — Ostaje stalan, no različit od nule.

Na žarulji Ž1 stoji oznaka 100 W i 230 V, a na žarulji Ž2 40 W i 230 V. Žarulje se prvo spajaju paralelno, a zatim serijski na izmjenični izvor napona 230 V. Koja je od navedenih tvrdnja točna za sjaj žarulja u navedenim spojevima?

• AI u paralelnome i u serijskome spoju jače sjaji žarulja Ž1.
• BI u paralelnome i u serijskome spoju jače sjaji žarulja Ž2.
• CU paralelnome spoju jače sjaji žarulja Ž1, a u serijskome spoju jače sjaji žarulja Ž2.✓
• DU paralelnome spoju jače sjaji žarulja Ž2, a u serijskome spoju jače sjaji žarulja Ž1.

Točan odgovor: C — U paralelnome spoju jače sjaji žarulja Ž1, a u serijskome spoju jače sjaji žarulja Ž2.

Vodljiva petlja u obliku kvadrata stranice $a$ nalazi se u homogenome magnetskom polju $\vec{B}$ usmjerenome prema gore tako da je magnetski tok kroz petlju jednak $Ba^2$. Petlji se promijeni oblik tako da sad izgleda kao kružnica, a opseg joj ostane isti. Koja je od navedenih tvrdnja točna?

• AMagnetski se tok kroz petlju poveća i smjer je induciranoga električnog polja prema dolje.✓
• BMagnetski se tok kroz petlju poveća i smjer je induciranoga električnog polja prema gore.
• CMagnetski se tok kroz petlju smanji i smjer je induciranoga električnog polja prema dolje.
• DMagnetski se tok kroz petlju smanji i smjer je induciranoga električnog polja prema gore.

Točan odgovor: A — Magnetski se tok kroz petlju poveća i smjer je induciranoga električnog polja prema dolje.

Tijelo mase $m$ na opruzi napravi 40 titraja u jednoj minuti. Tijelo mase $m$ zamijeni se tijelom mase $4m$. Koliko titraja u jednoj minuti napravi tijelo mase $4m$?

• A10
• B20✓
• C80
• D160

Točan odgovor: B — 20