FISICA_12_ARQUÍMEDES_TEMPERATURA_2020-II - Sandra Solis Flores

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Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco; Carabayllo Página 1 
FÍSICA 
SEMANA 12: FLUÍDOS. TEMPERATURA 
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES 
01. En la figura se muestra un cuerpo sumergi-
do en un líquido, señale verdadero (V) o falso 
(F) según corresponda a las siguientes propo-
siciones: 
I. El cuerpo no experimenta empuje. 
II. La magnitud del empuje es igual a la magni-
tud del peso del cuerpo. 
III. La densidad del cuerpo es mayor que la den 
sidad del fluido. 
A) VVV 
B) VVF 
C) VFV 
D) VFF 
E) FFV 
CEPRE_2012-II 
 
02. En la superficie de un volcán, éste libera un 
rio de lava, constituido fundamentalmente por 
metales fundidos. Grandes bloques de roca sa-
len flotando sobre la lava, con solo un cuarto de 
su volumen dentro de la lava. Calcule la den 
sidad de la roca, en g/cm3. ρ(lava) = 10 g/cm3; g 
= 9,81 m/s2 
A) 1,0 B) 2,5 C) 5,0 
D) 7,5 E) 10,0 PARCIAL_2015_II 
 
03. La figura muestra a dos líquidos no misci-
bles A y B. Si la densidad de A es 𝛒 y la del bloque 
que está en reposo en el líquido B es 2𝛒. Deter-
mine que fracción del volumen V del bloque 
emerge del líquido. 
A) 4V/3 
B) 2V/3 
C) V/3 
D) 3V/2 
E) 5V/2 
CEPRE_2013-I 
 
04. Un iceberg, cuya densidad es 917 kg/m3, se 
encuentra flotando en agua de densidad 1 030 
kg/m3. Determine el porcentaje, aproximada-
mente, del volumen del iceberg que se encen-
tra sumergido. 
A) 77 B) 81 C) 85 
D) 89 E) 93 CEPRE_2009-II 
 
05. Un cuerpo flota con el 70% de su volumen 
sumergido en agua. Cuando se sumerge en un 
líquido desconocido flota con el 40% de su vo-
lumen sumergido. ¿Cuál es la densidad del lí-
quido desconocido en 103 kg/m3? (g = 9,81 
m/s2; ρagua = 103 kg/m3) 
A) 0,18 B) 0,28 C) 0,57 
D) 1,75 E) 5,71 UNI_2016-I 
 
06. Un objeto flota en el agua con el 80% de su 
volumen por debajo de la superficie. El mismo 
objeto situado en otro liquido flota con el 72% 
de su volumen por debajo de la superficie. Cal-
cule la densidad del líquido en g/cm3 
A) 1,01 B) 1,11 C) 1,21 
D) 1,31 E) 1,41 UNI_2009-II 
 
07. Un coleccionista compra en una feria una 
corona de un metal desconocido. Al llegar a su 
casa la cuelga de una balanza y observa que pe 
sa 7,84 N. Luego la pesa sumergida totalmente 
en agua y obtiene un peso aparente de 6,86 N. 
¿Qué densidad, en g/cm3, posee el metal del 
cual está hecha la corona? 
A) 2 B) 4 C) 8 
D) 5 E) 10 PARCIAL_2009-II 
 
08. Una roca suspendida de un dinamómetro pe 
sa 1 800 N. Cuando la roca se sumerge total-
mente en agua pesa 1 000 N. Determine la den-
sidad de la roca en g/cm3. 
A) 1,80 B) 2,00 C) 2,25 
D) 2,55 E) 2,75 
 
09. Al sumergirse en agua un anillo de cierto 
material, este tiene el 90% del peso que tiene en 
el aire. Calcule la densidad del anillo, en kg/m3. 
A) 1 B) 10 C) 20 
D) 25 E) 30 UNI_2015-II 
 
10. Un cuerpo pesa en el aire 25 N, sumergido 
totalmente en el agua pesa 20 N y dentro de un 
líquido desconocido 15 N. ¿Cuál es la densidad 
(en g/cm3) del líquido desconocido. 
A) 1 B) 2 C) 2,5 
D) 3 E) 4 
 
11. Una roca cuelga de una cuerda de masa des-
preciable en equilibrio estático. Cuando la roca 
está en el aire, la tensión en la cuerda es 39,2 N. 
Cuando está totalmente sumergida en agua la 
tensión en la cuerda es de 28,4 N. cuando está 
totalmente sumergida en un líquido desconoci-
do la tensión en la cuerda es de 18,6 N. Calcule la 
densidad del líquido desconocido, en g/cm3. 
20 cm 
10 cm 
A 
B 
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A) 1,32 B) 1,57 C) 1,73 
D) 1,91 E) 2,12 PARCIAL_2010-I 
 
12. Cuando el bloque de 100 N se sumerge en 
agua, tal como se muestra en la figura, el dina-
mómetro indica 60 N y cuando se sumerge en un 
líquido x indica 80 N. Determine la densidad del 
líquido x (en kg/m3). 
A) 200 
B) 400 
C) 500 
D) 600 
E) 800 
 
13. Una roca de masa M tiene una densidad el 
doble que la del agua y está en el fondo de un 
tanque de agua. Encuentre el módulo de la fuer-
za normal ejercida sobre la roca. (g: aceleración 
de la gravedad). 
A) Mg/3 B) Mg/2 C) Mg 
D) 2Mg E) 3Mg UNI_2018-II 
 
14. Un bloque de masa M se encuentra en el fon 
do de un balde (completamente sumergido) lle-
no de un líquido cuya densidad es la quinta par-
te de la del bloque. Calcule la magnitud de la 
fuerza normal ejercida por el fondo del balde 
sobre el bloque. g = 9,81 m/s2 
A) Mg/5 B) 2Mg/5 C) 3Mg/5 
D) 4Mg/5 E) Mg UNI_2015-I 
 
15. Un bloque cúbico de madera de 10 cm de la-
do se encuentra en reposo sobre la superficie li-
bre del agua contenida en un recipiente. Si se 
desea que el bloque se sumerja 3 cm más, de tal 
forma que nuevamente se encuentre en reposo, 
¿qué masa (en gramos) debe tener la piedra que 
colocaremos suavemente sobre su superficie? 
A) 400 
B) 275 
C) 350 
D) 250 
E) 300 
 
16. Una plataforma de 1 m2 de área y 0,5 de es-
pesor flota en el agua tal como muestra la figu-
ra (a). Determine la masa m (en kg) de la carga 
necesaria que debe ponerse sobre la platafor-
ma para que flote tal como muestra la figura (b). 
 
 
 
 
 
 
 
 
A) 100 B) 110 C) 120 
D) 140 E) 150 UNI_2013-II 
 
17. En un gran estanque con agua, un cubo de 20 
cm de lado, flota inicialmente como muestra el 
gráfico I. Luego, sobre él se coloca un bloque de 
masa m y queda en equilibrio como se muestra 
en el gráfico II. Determine m, en kg. (g = 10 
m/s2) 
A) 1 
 
B) 
 
C) 3 
 
D) 4 
 
E) 5 
 
18. Un cuerpo de densidad ρ0 se encuentra en 
reposo, sujeto en el fondo de un tanque lleno de 
un líquido de densidad ρL y cuya profundi-dad 
es h. Cuando se deja en libertad al cuerpo, cuál 
de las siguientes alternativas es la correc-ta. 
(Considere la aceleración de la gravedad como 
g y que la fricción del líquido sobre el bloque es 
despreciable) 
A) Si ρ0 = 2ρL el bloque sube con una acelera-
ción g 
B) Si ρ0 = ρL el bloque sube con velocidad cons 
tante 
C) Si ρ0 = 2ρL el bloque llega a la parte superi-
or del tanque en un tiempo gh2 
D) Si ρ0 = 0,9ρL el bloque llega a la parte supe-
rior del tanque en un tiempo 3 gh2 
E) Si ρ0 = 0,9ρL el bloque sube con una acelera 
ción 2g/9 IEN-UNI_2017-I 
 
19. Una esfera de 200 cm3 de volumen que tie-
ne una densidad igual a 0,8 g/cm3, está sumergi 
da en un tanque lleno de agua. Si la esfera se 
libera del fondo del tanque, calcule aproximada 
mente el tiempo (en s) que demora en elevarse 
5 m dentro del agua. No considere las fuerzas de 
fricción. g = 9,81 m/s2 
 
Agua Agua 
M M 
m 15 cm 
50 cm 
50 cm 
Fig.(a) Fig.(b) 
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A) 2,02 B) 3,02 C) 4,02 
D) 5,02 E) 6,02 UNI_2019-I 
 
20. Un cilindro macizo circular recto de altura h 
y densidad ρc = 5 g/cm3 se suelta, como se indi-
ca en la figura sobre la superficie de un líquido 
de densidad ρ = 2 g/cm3. Despreciando todo ti-
po de rozamiento, calcule la aceleración del ci-
lindro, en m/s2, cuando la mitad de su volumen 
se encuentra sumergido. g = 9,81 m/s2 
A) 3,92 
B) 7,84 
C) 11,76 
D) 15,68 
E) 23,52 
UNI_2016-II 
 
TEMPERATURA Y LEY CERO 
21. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de 
cada una de las siguientes proposiciones 
I. La temperatura es la propiedad de los cuer-
pos que expresa el grado de calentamiento de un 
cuerpo. 
II. La temperatura se mide con la sensación fi-
siológica de “caliente” o “frio” que experimenta 
nuestro cuerpo. 
III. La temperatura mide la cantidad de calor que 
almacena un cuerpo. 
A) VVV B) FFF C) VFV 
D) VFV E) FVV 
 
22. En un día de playa, se lleva en un cooler co- 
mida caliente y bebidas frías, podemos afirmar: 
I. La comida y las bebidas están en contacto tér-
mico. 
II. La comida y las bebidas están en equilibrio 
térmico. 
III. La comida y las bebidas estarán en equili-
brio térmico. 
A) Todas B) I y II C) I y III 
D) II y III E) Sólo III 
 
23. Señale la veracidad (V) o falsedad(F) de ca-
da una de las siguientes proposiciones: 
I. La ley cero establece que si un sistema C está 
en equilibrio térmico con los sistemas A y B 
entonces A y B también están en equilibrio tér-
mico entre sí. 
II. Para determinar si dos cuerpos se encuen-
tran en equilibrio térmico, estos tienen que 
estar en contacto térmico. 
III. Constituye el principio de operación de los 
termómetros. 
A) FVF B) VVV C) VFV 
D) VFF E) FFV 
 
ESCALAS TERMOMÉTRICAS 
24. El astrónomo danés Ole Christensen Rømer 
(1 644−1 710) es famoso por ser la primera 
persona en determinar la velocidad de la luz en 
el año 1676 con un valor inicial de 225 000 
km/s. En 1 701 diseño una escala de tempera-
tura (°R) donde la ebullición del agua se produ-
ce a 60 °R y la congelación del agua a 7,5 °R. Si 
un cuerpo adquiere una temperatura de 40 °C, 
que valor adquiere en °R. 
A) 21,0 B) 28,5 C) 32,5 
D) 40,0 E) 42,5 
 
25. En EUREKA se diseña una nueva escala de 
temperatura donde la fusión del hielo es −40 °E 
y la ebullición del agua es 160 °E. ¿Cuál es el 
valor en °C correspondiente a 20 °E? 
A) −17 B) 0 C) 30 
D) 50 E) 60 
 
EXPANSIÓN TÉRMICA 
26. Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. Todo cuerpo al incrementar su temperatura, 
experimenta un aumento en sus dimensiones. 
II. El coeficiente de dilatación puede ser negativo. 
III. El coeficiente térmico de expansión depen-
de de la escala de temperatura utilizada. 
A) VVF B) FVF C) VFF 
D) FFV E) FFF 
 
27. Con respecto al coeficiente de dilatación li-
neal se hacen las siguientes afirmaciones: 
I. Su valor numérico es independiente de la es-
cala de temperatura. 
II. Depende del material del que está hecho el 
objeto sometido al cambio de temperatura. 
III. Es independiente de la longitud inicial del 
objeto. 
Son correctas: 
A) Solo I B) solo II C) solo III 
D) I y III E) II y III UNI_2011-I 
 
28. Se conecta una alarma a dos piezas de cobre 
como se muestra en la figura. Cuando ambas pie-
zas de cobre choquen se activará la alarma. 
Determine el mínimo cambio de temperatura, 
en °C, para el cual la alarma se activará. El 
h 
ρc 
ρ 
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coeficiente de dilatación lineal del cobre es 
16,6×10−6°C−1. 
A) 18,08 
B) 20,08 
C) 25,08 
D) 29,08 
E) 31,08 
UNI_2010-I 
 
29. Un cubo de cobre se encuentra sobre el pi-
so. Por encima del cubo se cuelga de un techo 
una varilla delgada de aluminio de 1 m, como se 
indica en el dibujo. Calcule la separación x, en 
mm, si se sabe que cuando la temperatura 
aumenta en 20 °C el cubo y la varilla de juntan. 
Los coeficientes de dilatación lineal del cobre y 
del aluminio son 17×10–6°C–1 y 24×10–6 °C–1, 
respectivamente. 
A) 0,41 
B) 0,82 
C) 1,64 
D) 3,28 
E) 6,56 
UNI_2018-I 
 
30. Se coloca un riel de tren durante el invier-
no, cuando la temperatura es −5 °C y cada tra-
mo mide 4 m. ¿Cuál es la distancia mínima, en 
cm, que debe haber entre cada tramo para que 
en verano, cuando la temperatura llegue a 35 
°C, no exista problemas con la dilatación? 
Coeficiente de dilatación del riel = 10−4/°C 
A) 1,0 B) 1,2 C) 1,4 
D) 1,6 E) 1,8 UNI_2010-II 
 
31. Para construir una vía de ferrocarril se uti-
liza rieles de acero cuya longitud es de 20 m de 
largo a la temperatura de −10 °C. Si se sabe que 
la temperatura en verano alcanza 35 °C y en 
invierno es −10 °C, determine la distancia 
mínima, en cm, que debe haber entre los rieles 
para evitar que se junten en el verano. αacero = 
1,2 × 10−5/°C. 
A) 0,54 B) 1,08 C) 1,62 
D) 2,16 E) 3,24 PARCIAL_2011-I 
 
32. Una regla de aluminio da una medida co-
rrecta a 288 K. Si se mide una distancia de 2 m a 
313 K, calcule el error en esta medición, en mm, 
debido a la dilatación de la regla. Coeficiente de 
dilatación lineal del aluminio 2,4×10−5 ℃−1. 
A) 0,05 B) 0,72 C) 1,20 
D) 1,92 E) 6,00 PARCIAL_2016-I 
 
33. Una plancha metálica cuadrada de 2,5 m de 
lado tiene un agujero central, de 0,25π m2 de 
área. Si el agujero experimenta un incremento 
de área de 0,001π m2, debido a un incremento 
de la temperatura de la plancha de 100 °C, de-
termine el incremento de longitud del lado de la 
plancha en mm. 
A) 2,5 B) 3,5 C) 4 
D) 5 E) 6,5 
 
34. En la figura, se muestra una lámina metálica 
cuadrada de lado L = 6R con un agujero de radio 
R (en unidades del SI). Si se le aumenta la 
temperatura de la lámina en 100 ℃, el área del 
agujero se incrementa en 2 cm2. Calcule aproxi-
madamente el cambio de longitud de L (en 10−4 
m). Considere R = 6 m. 
A) 0,32 
B) 0,62 
C) 0,93 
D) 1,24 
E) 1,43 
CEPRE_2016-I 
 
35. Una lámina de porcelana incrementa su su-
perficie en 0,06% cuando su temperatura pasa 
de 300 K a 400 K, calcule su coeficiente de dila-
tación lineal en 10−6 °C−1. 
A) 1 B) 2 C) 3 
D) 5 E) 8 PARCIAL_2018-I 
 
36. Al aumentar en 100 °C la temperatura de una 
placa metálica rectangular, se encuentra que el 
área de su superficie se incrementa en 0,22%. Si 
inicialmente la diagonal media 5 m, ¿en cuántos 
milímetros se incrementara esa diagonal? 
A) 1,1 B) 2,2 C) 3,3 
D) 4,4 E) 5,5 
 
37. Un recipiente de vidrio cuya altura es de 8 
cm se llena con agua a 20 °C, faltando una altu-
ra de 0,5×10−3 m para llegar al borde del reci-
piente. ¿Hasta cuantos ℃, aproximadamente, se 
debe calentar al recipiente con agua, para llegar 
al borde sin que se rebalse del recipiente? No 
considere la dilatación del vidrio. Coeficiente de 
dilatación volumétrica del agua = 2,1×10−4 
°C−1. 
alarma 
 1 2 
2a a 
0,001a 
1 m 
1 m 
x 
R L = 6R 
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A) 30,38 B) 31,29 C) 40,30 
D) 41,24 E) 49,80 UNI_2015-I 
 
38. Se tiene un tubo de 1 m de longitud y en él, a 
la mitad un líquido a la temperatura de 20 °C. 
Cuál será el cambio, en mm, en la altura de la 
columna del líquido cuando el tubo se calienta a 
30 °C. (Considere que el tubo no sufre dilata-
ción). γ(líquido) = 4×10−5 ℃−1 
A) 0,2 B) 0,3 C) 0,5 
D) 2,0 E) 5,0 
 
39. Un recipiente de 1 litro de capacidad se llena 
completamente de mercurio a 20 °C. Calcule el 
volumen (en cm3) de mercurio que se derrama-
rá si se calienta el recipiente hasta 100 °C. Los 
coeficientes de dilatación volumétrica del mercu 
rio y del material del recipiente son 1,8×10⎯4 °C⎯1 
y 1,2×10⎯4 °C⎯1 respectivamente. 
A) 1,2 B) 2,4 C) 4,8 
D) 9,6 E) 14,4 UNI_2018-II 
 
40. Un frasco de vidrio (α = 4×10⎯6) de 0,5 li-
tros se encuentra completamente lleno de un lí 
quido a 20°C. Al calentar el conjunto hasta 120 
°C, se derraman 10 cm3 de líquido. ¿Cuál es el 
coeficiente de dilatación volumétrico (en 10⎯5 
°C⎯1) del líquido? 
A) 17,4 B) 18,5 C) 19,3 
D) 21,2 E) 27,5 
 
CALOR Y EQUIVALENTE MECÁNICO 
41. Respecto del calor, es correcto: 
I. Es la energía que se transfiere de un cuerpo a 
otro por diferenciade temperatura. 
II. La temperatura indica cuánto calor almacena 
un cuerpo. 
III. Un cuerpo con mayor temperatura alma-
cena más calor. 
A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III 
D) I y II E) II y III 
 
42. Determine la verdad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. El calor es energía “en tránsito” que se propa 
ga de un cuerpo a otro, debido a una diferencia 
de temperatura. 
II. Una caloría es la cantidad de calor que nece-
sita 1 g de agua para variar su temperatura en 1 
℃. 
III. El equivalente mecánico del calor es 4,186 J 
es decir, es la cantidad de energía mecánica que 
produce el mismo efecto que una caloría de 
calor. 
A) VVV B) VFV C) VFF 
D) FVV E) FFF 
 
43. Señale la verdad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. La capacidad calorífica es independiente de la 
masa. 
II. El calor específico es una característica de ca 
da sustancia. 
III. Si se entrega la misma cantidad de calor a dos 
cuerpos de igual masa, el de mayor calor es 
pecíficoexperimenta mayor cambio de tempera 
tura. 
A) VVV B) FVF C) FVV 
D) VVF E) FFF 
 
44. Una bala de plata que se mueve con una ra- 
pidez de 460 m/s choca con una pared y pene-
tra en ella. Suponiendo que el 40% de la energía 
cinética de la bala es absorbida por ella, de-
termine el incremento su de temperatura, en ℃. 
Considere ce(bala) = 230 J/kg.℃ 
A) 164 B) 174 C) 184 
D) 194 E) 204 
 
45. Una bala de plomo choca con un bloque de 
madera y al detenerse se mide un incremento de 
temperatura de 130 °C. Si el 50% de la energía 
cinética de la bala se utiliza en elevar su tem 
peratura. Determine la rapidez, en °C, de la bala 
al chocar. Ce(plomo) = 130 J/kg.°C 
A) 65 B) 130 C) 260 
D) 325 E) 390 
 
46. Una caja llena de perdigones de plomo se 
lanza verticalmente hasta una altura de 4 m so 
bre el piso, luego cae el suelo quedando en re-
poso. Suponiendo que las paredes de la caja son 
aislantes térmicas ideales y la temperatura 
inicial de los perdigones era de 20 °C, calcule la 
temperatura final (en °C) de los perdigones 
después de efectuar cinco lanzamientos (CePb = 
0,128 kJ/kg.K) (g = 9,8 m/s2) 
A) 20,5 B) 21 C) 21,5 
D) 22 E) 22,5 UNI_2006-I 
 
47. Si se convirtiera en energía térmica toda la 
energía potencial del agua de una catarata de 
100 m de altura, ¿cuál sería la diferencia de 
temperatura (en °C) entre la cima y la base de 
la catarata? 1 cal = 4,186 J, g = 10 m/s2. 
A) 0,14 B) 0,24 C) 0,34 
D) 0,44 E) 0,54 
 
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48. Una gran roca de mármol cae verticalmente 
desde una altura de 172 m sobre un terreno y se 
detiene. Considerando que el 70% de la energía 
perdida se utiliza para calentar la roca de 
mármol, determine la variación de tempera tura 
de la roca. ce(mármol) = 860 J/kg.°C. g = 9,81 m/s2 
A) 1,2 B) 1,4 C) 1,6 
D) 1,8 E) 2,0 
 
49. Un depósito aislante, transparente, contiene 
un litro de agua. Dentro del depósito se coloca 
un foco de 100 W de potencia durante 2 min. Si 
el 60% de la potencia que produce el foco se 
disipa al agua en forma de calor, determine 
aproximadamente, en °C, el incremento de la 
temperatura del agua. (Ceagua = 4 186 J/kg.°C) 
A) 1,72 B) 3,42 C) 5,00 
D) 7,22 E) 7,82 UNI_2015-I 
 
50. En un calentador eléctrico de inmersión, de 
3 125 W, se desea preparar té, para lo cual se 
debe hacer hervir 5 L de agua, inicialmente a 10 
°C. Determine el tiempo (en min) aproximado 
que se necesita para lograr el objetivo. (1 cal = 
4,186 J) 
A) 10 B) 8 C) 6 
D) 4 E) 2