Система отсчета считается инерциальной, если в ней выполняется первый закон Ньютона, то есть если на объект не действуют силы, способные вызвать его ускорение, или если объект находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямо.
Теперь давайте рассмотрим каждый из приведенных случаев с лифтом:
Свободно падает: В данном случае лифт и все находящиеся в нем предметы находятся в состоянии свободного падения, что создает условия для микрогравитации. Система отсчета в лифте не инерциальная, так как наблюдатели в лифте испытывают ускорение.
Движется равномерно вверх: В этом случае лифт движется с постоянной скоростью. Силы, действующие на предметы в лифте, уравновешены, и наблюдатели внутри лифта не испытывают ускорения. Поэтому система отсчета инерциальная.
Движется ускоренно вверх: В этом случае лифт движется с ускорением. Наблюдатели в лифте будут испытывать силу, направленную вниз, что означает, что система отсчета не инерциальная.
Движется замедленно вверх: Здесь лифт также испытывает замедление, значит, наблюдатели почувствуют, что их поднимает сила, но также есть влияние силы тяжести. Таким образом, система отсчета не инерциальная.
Движется равномерно вниз: Аналогично случаю движения равномерно вверх, если лифт движется с постоянной скоростью вниз, то на наблюдателей не действует ускорение, и система отсчета инерциальная.
Таким образом, инерциальными системами отсчета являются случаи 2 (равномерное движение вверх) и 5 (равномерное движение вниз).