Question Number 21388 by Tinkutara last updated on 22/Sep/17
$$\mathrm{A}\:\mathrm{block}\:\mathrm{of}\:\mathrm{mass}\:{m}\:\mathrm{is}\:\mathrm{connected}\:\mathrm{with} \\ $$$$\mathrm{another}\:\mathrm{block}\:\mathrm{of}\:\mathrm{mass}\:\mathrm{2}{m}\:\mathrm{by}\:\mathrm{a}\:\mathrm{light} \\ $$$$\mathrm{spring}.\:\mathrm{2}{m}\:\mathrm{is}\:\mathrm{connected}\:\mathrm{with}\:\mathrm{a}\:\mathrm{hanging} \\ $$$$\mathrm{mass}\:\mathrm{3}{m}\:\mathrm{by}\:\mathrm{an}\:\mathrm{inextensible}\:\mathrm{light}\:\mathrm{string}. \\ $$$$\mathrm{At}\:\mathrm{the}\:\mathrm{time}\:\mathrm{of}\:\mathrm{release}\:\mathrm{of}\:\mathrm{block}\:\mathrm{3}{m},\:\mathrm{find} \\ $$$$\mathrm{tension}\:\mathrm{in}\:\mathrm{the}\:\mathrm{string}\:\mathrm{and}\:\mathrm{acceleration} \\ $$$$\mathrm{of}\:\mathrm{all}\:\mathrm{the}\:\mathrm{masses}. \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 22/Sep/17
Commented by mrW1 last updated on 22/Sep/17
$$\mathrm{since}\:\mathrm{the}\:\mathrm{string}\:\mathrm{is}\:\mathrm{inextensible},\: \\ $$$$“\mathrm{2m}''\:\mathrm{and}\:“\mathrm{3m}''\:\mathrm{have}\:\mathrm{the}\:\mathrm{same} \\ $$$$\mathrm{velocity}\:\mathrm{and}\:\mathrm{acceleration}. \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{let}\:\mathrm{T}=\mathrm{tension}\:\mathrm{in}\:\mathrm{the}\:\mathrm{string} \\ $$$$\mathrm{let}\:\mathrm{a}=\mathrm{acceleration}\:\mathrm{of}\:“\mathrm{2m}''\:\mathrm{and}\:“\mathrm{3m}'' \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{3mg}−\mathrm{T}=\mathrm{3ma} \\ $$$$\mathrm{T}=\mathrm{2ma} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{a}=\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{5}}\mathrm{g}=\mathrm{0}.\mathrm{6g} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{T}=\frac{\mathrm{6}}{\mathrm{5}}\mathrm{mg}=\mathrm{1}.\mathrm{2mg} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{elongation}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{spring}\:\mathrm{is}\:\mathrm{zero}, \\ $$$$\mathrm{therefore}\:\mathrm{the}\:\mathrm{force}\:\mathrm{in}\:\mathrm{it}\:\mathrm{is}\:\mathrm{also}\:\mathrm{zero}. \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{the}\:\mathrm{acceleration}\:\mathrm{of}\:“\mathrm{m}''\:\mathrm{is}\:\mathrm{zero}. \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 23/Sep/17
$$\mathrm{Thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{very}\:\mathrm{much}\:\mathrm{Sir}! \\ $$
Commented by mrW1 last updated on 23/Sep/17
$$\mathrm{at}\:\mathrm{t}=\mathrm{0}\:\mathrm{the}\:\mathrm{displacement}\:\mathrm{of}\:“\mathrm{2m}''\mathrm{is} \\ $$$$\mathrm{zero},\:\mathrm{therefore}\:\mathrm{the}\:\mathrm{force}\:\mathrm{in}\:\mathrm{the}\:\mathrm{spring} \\ $$$$\mathrm{between}\:“\mathrm{m}''\:\mathrm{and}\:“\mathrm{2m}''\:\mathrm{is}\:\mathrm{zero}.\: \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{acceleration}\:\mathrm{of}\:“\mathrm{m}''\:\mathrm{is}\:\mathrm{zero}\:\mathrm{at}\:\mathrm{t}=\mathrm{0}. \\ $$$$\mathrm{this}\:\mathrm{is}\:\mathrm{independent}\:\mathrm{from}\:\mathrm{which}\:\mathrm{mass} \\ $$$$\mathrm{it}\:\mathrm{has}. \\ $$