Van-e olyan része a vonatnak, amely nagy sebességnél, kívülről megfigyelve, úgy tűnik mintha hátrafelé mozogna?

Ez csak akkor lehet így, ha olyan eszközzel figyeled (vagy világítod) meg, ami a folyamatos képet megszaggatja.

Kamera, tv készülék, stroboszkóp, stb.

Csak olyat tudok elképzelni, ami a kerékkel azonos tengelyen mozog, a keréknél gyorsabban, vagy pl. a gőzmozdony dugattyúja.

Csakhogy ezek nem lényegi részei a vonatnak - tehát lehet olyan vonatot építeni, amelyiknek kereke van, de ilyen alkatrészei nincsenek.

Ugye a vonat kerekét úgy csinálják meg, hogy beleakadjon a sínbe. Tehát van egy karimája, aminek a kerülete nagyobb, mint a sínen gördülő részének. Amikor a vonat kereke gördül, akkor a karima alsó része a kerék középpontjával, tehát a vonattal is ellentétes irányba mozog.

Ha nem az alsó részét nézzük, hanem egy konkrét pontjának pályáját, az pedig hurkolt ciklois lesz, ami metszi magát, tehát a pontnak néha hátrafelé is kell mozognia, ha kétszer megy át egy ponton:

[link]

Ez igaz, de erre írtam, hogy nem kötelező.

Lehet olyan sínt készíteni, amelyik U keresztmetszetű, így karima nélkül is megtartja a kereket.

Úgy kellett volna kérdezni, hogy egy szokásos, általános vonatról van szó.

Meg olyan vonatot is, aminek nincsenek kerekei, lásd ez (szóval én is kivételeztem):

[link]

U alakú sínnel hol használnak vonatot?

(Amúgy például akkor is bukik a dolog, ha a vonat úgy fékez, hogy minden kerekét blokkolja.)

Ja, és még egy, ami összezavarhat:

Nem úgy TŰNIK. A karima egy része ténylegesen hátrafelé mozog.