Ответ:

Да, мяч упадёт под местом бросания.

  1. До броска мяч вместе с поездом имеет горизонтальную скорость поезда.
  2. После броска эта горизонтальная скорость сохраняется по инерции, так как сопротивлением воздуха пренебрегаем.
  3. Под действием силы тяжести мяч движется вниз, но одновременно перемещается вперёд с той же скоростью, что и вагон.

Поэтому относительно вагона мяч падает вертикально вниз и приземляется под местом бросания.

Ответ: да, упадёт под местом бросания.