Является ли инерциальной система отсчета, связанная с поездом, движущемся от станции?

Ответ на этот вопрос зависит от того, как именно движется поезд в конкретный момент времени. Согласно первому закону Ньютона, инерциальной системой отсчета (ИСО) называется такая система, в которой тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не подействуют внешние силы. Основные сценарии движения поезда

1. В момент отправления (Ускорение)
   Если поезд только начал движение и увеличивает скорость, он движется с ускорением. Любая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно другой инерциальной системы (например, Земли), является неинерциальной.
   • Физический признак: Пассажир в вагоне почувствует силу инерции, прижимающую его к спинке сиденья, хотя никакое физическое тело его не толкает.
2. Движение на повороте
   Даже если спидометр показывает постоянную скорость, но поезд едет по дуге, его вектор скорости меняет направление. Это порождает центростремительное ускорение. Следовательно, в этот момент система отсчета также становится неинерциальной.
3. Равномерное прямолинейное движение
   Если поезд уже набрал ход, движется по идеально строгому горизонтальному пути с постоянной скоростью ( $v=\text{const}$), то в рамках классической механики такую систему можно считать инерциальной.
   • Физический признак: Все механические процессы внутри вагона (например, падение мячика или колебания маятника) будут протекать точно так же, как если бы поезд стоял на месте.

Важное уточнение: Земля как эталон Строго говоря, даже неподвижная станция на поверхности Земли не является абсолютно инерциальной системой отсчета из-за вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Однако в большинстве школьных и инженерных задач этими эффектами пренебрегают. Поэтому приняты следующие выводы:

• Если поезд ускоряется, тормозит или поворачивает — система неинерциальная.
• Если поезд едет прямо и с неизменной скоростью — систему условно считают инерциальной.

Если вам интересно, как в таких расчетах учитываются силы инерции (например, центробежная сила), я могу составить краткий обзор формул для неинерциальных систем.