1. На стене в равномерно движущемся поезде стоит демонстрационный пружинный автомобиль. При торможении поезда автомобиль без внешнего воздействия покатился вперёд, сохраняя скорость относительно земного наблюдателя. Выполните рисунки: а) в системе отсчёта, связанной с поездом; б) в системе отсчёта, связанной с поездом во время его торможения; в) в неподвижной относительно Земли системе отсчёта. Можно ли в описанном случае считать инерциальной систему отсчёта, связанную с поездом?

Объяснение. До торможения автомобиль и поезд движутся с одинаковой скоростью. Когда поезд начинает тормозить, автомобиль по инерции сохраняет прежнюю скорость относительно Земли и поэтому перемещается вперёд относительно вагона.

а) Система отсчёта, связанная с поездом до торможения: автомобиль покоится относительно стены вагона.

б) Система отсчёта, связанная с поездом во время торможения: поезд замедляется, а автомобиль продолжает двигаться вперёд относительно вагона.

в) Неподвижная относительно Земли система отсчёта: автомобиль продолжает двигаться примерно равномерно и прямолинейно, а поезд замедляется. Поэтому расстояние между автомобилем и передней стенкой вагона уменьшается.

Систему отсчёта, связанную с поездом во время торможения, нельзя считать инерциальной, потому что поезд движется с ускорением (при торможении — с ускорением, направленным против движения). В инерциальной системе тело, на которое не действуют нескомпенсированные силы, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Ответ: при торможении автомобиль движется вперёд относительно вагона вследствие инерции; система отсчёта, связанная с тормозящим поездом, неинерциальна.