[Начало вопроса обрезано] мяча, падающего в движущемся вагоне, не является прямой вертикальной линией? Изобразите в тетради примерный вид траектории.

При падении мяч сохраняет горизонтальную скорость вагона. Поэтому относительно земли он движется вперёд и вниз, а его траектория имеет вид дуги параболы. Относительно вагона мяч падает вертикально.