OSNOVE FIZIKE 2

1. KOLOKVIJ 20.4.2017.

IME I PREZIME________________________________ BROJ BODOVA _______

Upute: pazite na zapis fizikalnih veličina (iznos i mjerna jedinica). U zagradi iza zadatka je broj bodova.

I. Numerički dio kolokvija:

1. Tri identične čestice istog naboja 1 𝜇C leže na kružnici radijusa 1 m pod kutovima 25°, 155° i

270°. Koliko je ukupno elektrostatsko polje u centru kružnice? (𝑘𝑒 = 8,99 ∙ 109Nm2/C2)

(3 boda)

2. Na vrhovima kvadrata su naboji 𝑞1 = 10 C, 𝑞2 = 5 𝜇C, 𝑞2 = 3 𝜇C, 𝑞4 = −10 𝜇C kao što je

prikazano na slici. Stranica kvadrata je 2 m. Koliki je potencijal u središtu (točka S)? (3 boda)

3. Želimo proizvesti vodič u obliku žice od 2 grama volframa (gustoća volframa: 19,25 g/cm3).

Željeni otpor žice je 𝑅 = 2 Ω (otpornost volframa: 5,6 ∙ 10−8 Ωm). Izračunajte:

a) duljinu žice;

b) promjer žice.

(4 bodova)

sin cos

25° 0,423 0,906

155° 0,423 -0,906

270° -1 0

4. Za kombinaciju kondenzatora prikazanu na slici

a) izračunajte ekvivalentni kapacitet;

b) izračunajte pad napona na kondenzatoru kapaciteta 6 𝜇F;

c) izračunajte ukupni naboj pohranjen u ovom sustavu

kondenzatora.

(5 boda)

II. Teorijski dio kolokvija:

1. teorijsko pitanje (5 bodova)

Sferičnu metalnu ljusku, unutarnjeg radijusa 𝑅 i debljine 𝑑, nabijemo ukupnim pozitivnim

nabojem +𝑄. Nacrtajte:

a) Kako će se naboj raspodijeliti po metalnoj ljusci;

b) Iznos električnog polja u unutrašnjosti ljuske (𝑟 < 𝑅), u samoj ljusci (𝑅 < 𝑟 < 𝑅 + 𝑑)

i izvan ljuske (𝑟 > 𝑅 + 𝑑);

c) Silnice električnog polja;

d) Linije koje označavaju ekvipotencijalne plohe.

2. teorijsko pitanje (5 bodova)

Na pločama pločastog kondenzatora nalazi se naboj +𝑄 odnosno – 𝑄. Ploče su razmaknute na

udaljenost 𝑑. Kondenzator nije spojen na vanjski strujni krug. Ako udaljenost između ploča

smanjimo za pola na 𝑑/2, hoće li se povećati, smanjiti ili ostati isti:

a) Naboja na pločama kondenzatora;

b) Električno polje između ploča kondenzatora;

c) Razlika potencijala između ploča kondenzatora ?

OSNOVE FIZIKE 2

2. KOLOKVIJ 8.6.2017.

IME I PREZIME________________________________ BROJ BODOVA _______

Upute: pazite na zapis fizikalnih veličina (iznos i mjerna jedinica). U zagradi iza zadatka je broj bodova.

I. Numerički dio kolokvija:

1. Izračunajte iznose struja 𝐼1, 𝐼2 i 𝐼3 u strujnom krugu prikazanom na slici. Može li se ovaj strujni

krug reducirati na jedan ekvivalentni otpornik spojen na baterije? (4 boda)

2. Četiri duga paralelna vodiča provode struju jakosti 10 A kao što je prikazano na slici.

Izračunajte iznos i smjer magnetskog polja �⃗� u točki 𝑃 koja se nalazi u centru kvadrata sa

stanicama duljine 1 m. (4 boda)

- struja teče u papir

- struja teče iz papira

3. Baterija od 50 V spojena je u seriju sa zavojnicom induktiviteta 𝐿 = 10 mH i otpornikom sa

otporom 𝑅 = 0,5 Ω. U trenutku 𝑡 = 0 s zatvorimo sklopku. Izračunajte:

a) vremensku konstantu 𝜏;

b) maksimalnu struju u krugu;

c) jakost struje u krugu nakon što prođe 𝑡 = 𝜏.

(3 boda)

4. Otpornik 𝑅 = 500 Ω, kondenzator 𝐶 = 0,2 𝜇F i zavojnica 𝐿 = 2 H spojeni su u seriju sa

izvorom izmjenične struje koji daje maksimalni napon ∆𝑉max = 150 V na frekvenciji 65 Hz.

Izračunajte:

a) impedanciju ovog 𝑅𝐿𝐶 kruga;

b) maksimalnu struju koju može dati ovaj izvor izmjenične struje;

c) fazni kut između struje i napona.

(4 boda)

II. Teorijski dio kolokvija:

1. teorijsko pitanje (5 bodova)

Elektron s jediničnim nabojem 𝑞 = − 𝑒 i brzinom 𝑣 približava se u smjeru okomitom na ravni,

dugi, vertikalni vodič kojim teče struja 𝐼 u smjeru prema gore (slika).

a) Označi smjer magnetskog polja �⃗� koje stvara struja 𝐼;

b) Označi smjer sile 𝐹 kojom magnetsko polje djeluje na elektron;

c) Označi smjer otklona elektrona.

Odgovore obrazloži koristeći odgovarajuće formule!

2. teorijsko pitanje (5 bodova)

Ako je 𝑋𝐿 = 2 𝑋𝐶, da li se zatvaranjem prekidača na slici dolje ukupna impedancija 𝑍 i fazni

pomak između izmjenične struje i izmjeničnog napona u krugu povećaju, smanje ili ostaju

isti?

Odgovore obrazloži koristeći odgovarajuće formule!

𝑣

𝑒− I

𝐶

𝐿

𝑅

𝐶

lO

? 3 '

~ruQLA pdbcD-Jornn fiCI I)Ct'ci . Hoc<:_ 0' r.x: 8u:j o:lru:IJ1i

h·u8 vcdve;'rof lf'r> jcdolfl cb-iu-cJev111!' 6ffor.i~ ()f?J<"I/l

YltA &o-&jc ( ( ~ bl~ p_" =Z_SL

1--[ } +

6.\f ,::]"'~ T ~-----,

1:3-:=: s_rr_ ~~ 1JL E-==sSL ~

uV1-=2~V

6 viL- 42'V

Snjcroue f) trujo._ II I Iz ; I3 mu?- r 'I pretp AAY <ilb kt ~0 tel; ffi\o . 1rc1.pu ioJ~II' · m""'jt"rv~ ou ro.ctfo"'; [Y>«r) cVC{I'

Ov I tr: I~ L Vrrch h4f.7vcc COcCo no-. tiAjd; ~ - ~ r---1{ ~ LL + L3

ScJo., ~ tJve{i'cJ 2b ttr\')(fV1VI p ers, 1 pri·~<L1l·trl\~ /(. I( l3 :

Go~ft 1elr-Jil: b. V~ - I ... f1 - 14 1(2_ - 41?3 =0 ~ft rF€TGJ) ' 6_ V 1. + l_~ 1_9 - ~ 1_~ - 1;_ r_5 = 0

__ ;. /

,~ pr<9~e, nifr ;v ;(l'~o'Jti 10ft L I

Q

foo oto je Pfl("o.l'c<(lO (IQ ()0v. . Jcrna)' 0 7e irno') i /)Win~

OZ)Vlei')~od po~- j; u tucC; 'P ~cj rx: mkzi CCI/I in. <Ju cl rot(\_ -O ot ~ V' · m o- '" e 1 YlYi • ( t., ~)

Jer- re T.6t~ 1 roJo-ri rCA jdN' ~< uJ~·erx,,., ti cd <lV&-- rcbrf vctJ1~,

?JJ=\ +]c~;;,ga ~O~ rc/

@ 00c te r~-Ov oo! EO V IJP'd eV!~A j e u f;frjv, rn co \)'v! icoWl'l

i ,Ju HI vlte 'k L = d 0 (l'V\ H i . o {poyrll'brM fJo, 01foro rrY' 1Z :;;, 0/vJl

V\ -Gr ou tt~ i == CJ f) &:>.. tt!D r i fWl o t{<af~ , J C (cy(.U nc~{tG

C\) llY c: V'(VIc-" ':ltv 2:v ('<) (QVI ~ ?:- 0j IY'Il~IJiiYYldnv 0 k jl U }cr •r·. -J c J

c) j'o}o') t t;) t. -:.!-~ V'otb{) t = (;_ ( 3 eu~oJ [=5o V

L = {O-~o~H= ~-tcif-1 ==oro1 r/ 1_ = 01!7 SL

0) Otportfli /:_ ?_ = 500S2_ 1 &md enc(x.t~C>r C =A2 )JF ; EQI\Jifi/ffi.

L =' 2. H l)pejc>r 1 o~.- fYr"!Jv IJCA /c({Ororm i C.-n•l '1'1 C fit:

f'l tn; jC t~ i d 'j e ft'f() ~ 1 ffi'C\ · rcyx> VJ lJ V r-x -1 W V v10\_

~re.hrenC! · 65 He. ""fi o (' .

eN irvv>p~cJa\l)~v ~ <f_Lc_ .J:-fll8(7 ) ( ~ ~) &-) YWIC\~1~('1{ Yl () 1 ~ ~'5 I (YV102-e do tl O!j~ (z v(){' ic~ .

f)t~e) ( ~ ~) c) ~dli ~))1, lzrmecfv rliSe / n;,pcV'CI, (1 ea:J) ~ =s-(!)OSL

C =- ()t 2 ·1o-G c a=: c;_, {C t t-=

l~l H 11 Vr~c~ ~ 1E0 V

/=65f.fc

~ C=7 l = \[...--1-2_ t-(-xL-_ --x~-=-1 2... x L = lVf L = 2-u. c£llc . t H

, r ~ 2. X ; 84G ~1 SL !ndu~tr'c;vl·' o4cc( l=~ (s-cv_Q) +(8(~1 8Ul.-4Z2~2,e:J.Qj 1 L / J 1 ·

'/c.-:::.. 2\'---p C -::::z.. <-' - n -'9 ..--l = ~.~ ~SG, ~ _Q ~ ~1,5 kJl 111 · 2,- Gst z·- ,io r

~c = ~t2. 02 1 G3JL J ~divnr' otpor