Verified Solution • 2025–26 Session moderate

Q124: Question Bank - Physics Class 11 Laws of Motion Q124 Solution: A system of two blocks, a light string, and a light and…

⚠️ Common Exam Traps & Conceptual Pitfalls

Students often compute the limiting static friction using the wrong mass or ignore the direction of the friction force. In this problem the normal on the 10‑kg block is $N=10gcos37^circ$, so $f_{max}=mu_sN=0.27(10g)(4/5)=2.16g$. The tension that the 4‑kg block can supply is at most $4g$ (if it were to accelerate downward). Since $4g< f_{max}+10gsin37^circ$, the 4‑kg block cannot overcome the static friction and the system stays at rest. Always compare the maximum static friction with the component of tension required to move the block, not with the weight of the hanging mass alone.

A system of two blocks, a light string, and a light and frictionless pulley is arranged as shown in the figure. The coefficient of friction between fixed incline and 10kg10 \mathrm{kg} block is given by μs=0.27\mu_{s} = 0.27 and μk=0.20\mu_{k} = 0.20 . If the system is released from rest, then find the acceleration of 10kg10 \mathrm{kg} block

Multiple Choice Options

  • A Zero
  • B 0.114ms−20.114 \mathrm{ms}^{-2}
  • C 0.228ms−20.228 \mathrm{ms}^{-2}
  • D 2.97ms−22.97 \mathrm{ms}^{-2}

Step-by-Step Verified Solution

Let us first assume that the 4kg4\mathrm{kg} block is moving down, then different forces acting on two blocks would be like as shown in the figure. (Normal to inclines forces are not shown in figure) To have the motion, he friction force ff should be equal to limiting value i.e., fL=μsmgcos⁡37=0.27×10g×45=2.16gf_{L} = \mu_{s}m g\cos 37 = 0.27\times 10g\times \frac{4}{5} = 2.16\mathrm{g} here, the 4kg4\mathrm{kg} block is not able to pull the 10kg10\mathrm{kg} block up the incline as 4g<10gsin⁡37+fL4\mathrm{g}< 10\mathrm{g}\sin 37 + f_{L} , so system won't move in the direction that we assumed. So if there is a chance of motion of system, it can only move down the incline and system will move only if the net pulling force down the incline is greater than zero. For down the incline motion, the FBD is as shown in the figure For aa to be non- zero, i.e., positive 10gsin⁡37>fL+4g10\mathrm{g}\sin 37 > f_{L} + 4\mathrm{g} Which is not, so the system is moving neither down the incline, nor up the incline and so the system remains at rest

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