разбери, пожалуйста, более подробно это задание.

Краткий ответ

а) Да — в системе отсчёта, связанной с Землёй, закон инерции выполняется: Землю в этой задаче можно считать инерциальной СО.

б) При равномерном и прямолинейном движении поезда — да, закон инерции выполняется (поезд в этом случае тоже инерциальная СО). При торможении — нет: СО поезда становится неинерциальной.

Итог: Земля — инерциальная СО; поезд — инерциальная только пока едет равномерно и прямолинейно, во время торможения — нет. (В ответе на скриншоте фраза обрывается на «поезд является…» — там должно быть «инерциальной системой отсчёта».)

Что именно проверяется

Закон инерции: существуют СО, в которых тело, не подверженное внешним воздействиям (или при скомпенсированных силах), покоится или движется равномерно и прямолинейно. Такие СО — инерциальные. Рабочий признак: СО, движущаяся относительно инерциальной без ускорения (равномерно и прямолинейно), сама инерциальна; если у неё есть ускорение — неинерциальна.

Шаг 1. Автомобильчик — «чистый тест»

Он легкоподвижный, трение о стол мало, значит по горизонтали сил практически нет — это и есть «без внешнего воздействия». Значит его поведение прямо показывает, выполняется ли закон инерции в данной СО: где он движется равномерно и прямолинейно (или покоится) — там закон работает.

Шаг 2. СО «Земля»

До торможения автомобильчик едет вместе с поездом со скоростью \(v\) относительно Земли. После начала торможения он продолжает двигаться с той же скоростью \(v\) относительно Земли — равномерно и прямолинейно, скорость не меняется. Сил нет → ускорения нет. Закон инерции выполняется ⇒ СО инерциальна. (Строго говоря, Земля вращается, ускорение на поверхности около \(0{,}03\) м/с², но в школьных задачах этим пренебрегают.)

Шаг 3. СО «поезд» при равномерном движении

Поезд идёт относительно Земли равномерно и прямолинейно, его ускорение \(a = 0\) ⇒ он тоже инерциальная СО. Автомобильчик покоится относительно стола, сил нет — и он продолжает покоиться. Закон инерции выполняется.

Шаг 4. СО «поезд» при торможении

Поезд вместе со столом тормозит, то есть имеет ускорение относительно Земли, направленное назад (против хода). А автомобильчик, на который по горизонтали ничего не действует, по инерции продолжает ехать вперёд с прежней скоростью. Относительно поезда он «сам собой» поехал вперёд и разогнался, хотя сила его не толкала. Для наблюдателя в вагоне это прямое нарушение закона инерции ⇒ СО поезда при торможении неинерциальна.

Почему так: в неинерциальной СО приходится вводить силу инерции, направленную противоположно ускорению самой СО, то есть вперёд по ходу поезда — она и «выкатывает» автомобильчик. В системе Земли никакой силы инерции нет: тело просто сохраняет свою скорость по первому закону Ньютона. Если бы поезд, наоборот, трогался с места, автомобильчик покатился бы назад.

Как решать похожие задания (алгоритм)

1. Выясни, действуют ли на тело силы по горизонтали (нет сил или они скомпенсированы?).
2. Посмотри, меняется ли скорость тела относительно данной СО: не меняется — закон инерции работает, СО инерциальна; тело «само» ускоряется — СО неинерциальна.
3. Проверь ускорение самой СО относительно Земли: \(a = 0\) (равномерно и прямолинейно) — инерциальная; \(a \neq 0\) (разгон, торможение, поворот) — неинерциальная.

Проверка

Всё сходится: автомобильчик ускоряется только относительно поезда, но не относительно Земли. Ускорение зависит от выбора СО, и именно «беспричинное» ускорение — сигнал, что СО неинерциальна. Ответ «Земля — да; поезд при равномерном ходе — да; при торможении — нет» полностью этому соответствует.