Ha egy egyenletesen haladó vonatban függőlegesen feldobunk egy labdát hova esik a labda? Visszaesik-e a kezünkbe, elénk esik vagy mögénk? (arccal a menetirány felé állunk).

Nem, akkor előttünk esik le a labda.

Hiszen a labda "nem tud róla", hogy körülötte a vonat (meg mi is) lassulunk. Tehát a labda halad tovább az eredeti sebességgel, mert nem hat rá erő, a vonat meg mi pedig lassulunk, így a labda "megelőz minket".

@2: nem. Akkor a kezünk elé. A titok Newton I. törvényében rejlik. A testek meg akarják tartani a mozgásállapotukat. A feldobott labda esetében vízszintes komponensként ez a talajhoz rögzített vonatkoztatási rendszerben a vonat sebessége a labda feldobási pillanatában. Ő vízszintesen ilyen sebességgel mozog tovább. A vonat, és vele együtt te, a labdát dobáló kezeddel viszont egyre lassabban mozogsz a talajhoz képest, így a labda simán lehagy.

Vedd észre, hogy az előző kérdéshez képest viszonyítási rendszert váltottunk: előzőleg a vonathoz rögzítettük azt, most pedig a talajhoz. Ezt az egyszerűség kedvéért tettem: az első kérdésnél így nem kellett vízszintes sebességkomponensekkel törődni, a másodiknál meg bevezetni az inerciarendszer, meg inerciaerők fogalmait. De természetesen mindkét kérdés megválaszolható akár a vonathoz, akár a talajhoz rögzített vonatkoztatási rendszerben vizsgálódva is.

A kezedben levő labdának veled együtt a vonathoz képesti sebessége 0.

Mivel a vonat gyorsulása 0, semmi nem gátolja, hogy Newton I. törvényét felhasználjuk: minden test nyugalomban van vagy egyenesvonalú egyenletes mozgást végez mindaddig, míg egy őt erőhatás mozgásállapotának megváltoztatására nem kényszeríti.

Ugye a rád és veled együtt egyenletesen mozgó labdát érő erők kiegyenlítik egymást, ezért mikor földobod a labdát, az visszaesik a kezedbe.

Még egy elvi kérdés, hogy miért is fontos az, hogy a vonat egyenletesen mozog.

Azért mert a fent említett mozgástörvény olyan rendszerekre érvényes, melyeknek gyorsulása 0, vagyis az őt érő erők kiegyenlítik egymást (meg mivel kiterjedt testekről beszélünk, a forgatónyomatékok is kioltják egymást).

Ez a vonat ilyen, mert egyenes vonalú egyenletes mozgást végez.