1. На столе в равномерно и прямолинейно движущемся поезде стоит лёгкий неподвижный игрушечный автомобиль. При торможении поезда автомобиль без внешнего воздействия покатился вперёд, сохраняя свою скорость относительно земли. Выполняется ли закон инерции: а) в системе отсчёта, связанной с землёй; б) в системе отсчёта, связанной с поездом, во время его прямолинейного и равномерного движения; во время торможения? Можно ли в описанном случае считать инерциальной систему отсчёта, связанную с землёй; с поездом?

Закон инерции выполняется в инерциальных системах отсчёта: тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если равнодействующая сил равна нулю.

1. а) Система отсчёта, связанная с землёй. В школьной модели её считают инерциальной. До торможения автомобиль покоится относительно земли; при торможении поезда он продолжает двигаться с прежней скоростью относительно земли по инерции. Поэтому закон инерции выполняется.

2. б) Система отсчёта, связанная с поездом. При равномерном прямолинейном движении поезд можно считать инерциальной системой: она движется относительно земли равномерно и прямолинейно, поэтому закон инерции выполняется. Во время торможения поезд движется с ускорением, и связанную с ним систему отсчёта считать инерциальной нельзя. Автомобиль относительно поезда движется вперёд; в этой неинерциальной системе для описания движения вводят силу инерции.

Ответ: связанную с землёй и равномерно движущимся поездом систему в данном случае можно считать инерциальной; связанную с тормозящим поездом — нельзя.