1. На столе в равномерно и прямолинейно движущемся поезде стоит 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 покой или равномерное прямолинейное движение, если на него не действуют силы или их равнодействующая равна нулю.

1. Система отсчёта, связанная с землёй. В школьной модели её считают инерциальной. После начала торможения поезд замедляется, а автомобиль по инерции продолжает двигаться с прежней скоростью относительно земли. Поэтому относительно поезда он катится вперёд. Закон инерции в земной системе выполняется.

2. Система отсчёта, связанная с поездом при равномерном прямолинейном движении. Она движется относительно земли равномерно и прямолинейно, поэтому также является инерциальной. Пока поезд движется равномерно, автомобиль остаётся относительно него в покое, и закон инерции выполняется.

3. Система отсчёта, связанная с поездом при торможении. Она движется с ускорением относительно земли и является неинерциальной. В этой системе автомобиль ускоряется относительно вагона без соответствующего взаимодействия с обычным телом; наблюдаемое движение объясняется неинерциальностью системы.

Ответ: закон инерции выполняется в системе отсчёта, связанной с землёй, и в системе поезда при его равномерном прямолинейном движении. Земную систему и систему поезда до торможения можно считать инерциальными; систему поезда во время торможения — нельзя.