Задание OGEPHYS801785: Явление инерции. Первый закон Ньютона.

Рассматриваем движение относительно Земли, считая эту систему отсчёта инерциальной. Ox направим вперёд по движению поезда, Oy вверх. До изменения движения пассажиры и транспорт имеют одну горизонтальную скорость v₀ относительно Земли.

При торможении скорость транспорта уменьшается. Через контакт с полом, сиденьем или поручнем движение пассажира тоже меняется, но разные части тела не получают одинаковое изменение скорости мгновенно. Тело сохраняет прежнее движение приблизительно в течение короткого начального момента. Поэтому относительно транспорта пассажиры отклоняются вперёд.

На пассажира действуют тяжесть mg вниз и контактные силы со стороны транспорта. Их суммарную силу обозначим R⃗. Второй закон Ньютона для центра масс:
maₓ = Rₓ;
maᵧ = Rᵧ − mg.
Именно контактные силы меняют движение пассажира. Инерция не является дополнительной силой: она описывает сохранение прежней скорости, пока её изменение ещё мало.

Направление отклонения можно проверить сравнением скоростей. В начальный момент v_тела ≈ v₀, а скорость транспорта V меньше v₀. Относительная скорость:
uₓ = v_тела − V.
Она положительна, то есть направлена вперёд. Наблюдаемое явление называется инерцией.

Проверка. При противоположном изменении скорости отклонение поменяло бы направление. Здесь сохраняется прежняя скорость относительно Земли, а не состояние покоя относительно Земли: транспорт до этого уже двигался. Инерции соответствует вариант 2. Ответ: 2.