Яблоко, лежащее на столе равномерно движущегося поезда, скатывается при резком торможении поезда. Укажите системы отсчета в которых 1 закон Ньютона:а) выполняется б) нарушается

Чтобы ответить на вопрос, нужно понять, что 1-й закон Ньютона, также называемый законом инерции, гласит: если на тело не действуют внешние силы или их действие компенсируется, тело будет находиться в состоянии покоя или двигаться равномерно и прямолинейно. Этот закон справедлив только в инерциальных системах отсчета (ИСО).

Разберем условия задачи

1. Поезд равномерно движется.
   Если поезд движется с постоянной скоростью, то он представляет собой инерциальную систему отсчета. Яблоко на столе в этом случае покоится относительно поезда, так как силы на него (например, силы тяжести и реакции опоры) сбалансированы.

2. Поезд резко тормозит.
   Когда поезд начинает тормозить, он перестает быть инерциальной системой отсчета. Внутри поезда возникает кажущееся движение (например, яблоко начинает скатываться). Это вызвано инерцией яблока, которое стремится сохранить свою скорость относительно земли, тогда как поезд замедляется.

Ответ на вопрос

а) Системы отсчета, в которых 1-й закон Ньютона выполняется:

1. Система отсчета, связанная с землей.
   Земля (с достаточной точностью) считается инерциальной системой отсчета. В ней яблоко остается неподвижным или движется равномерно, если на него не действуют внешние силы или их сумма равна нулю.

2. Любая другая инерциальная система отсчета.
   Это системы, движущиеся относительно земли равномерно и прямолинейно.

б) Системы отсчета, в которых 1-й закон Ньютона нарушается:

1. Система отсчета, связанная с поездом при торможении.
   Когда поезд замедляется, он становится неинерциальной системой отсчета. В ней на яблоко начинает действовать кажущаяся сила (сила инерции), которая не связана с реальными взаимодействиями. В этой системе яблоко начинает "скатываться", хотя реальная причина этого движения — торможение поезда, а не действие силы на яблоко.

2. Любая другая неинерциальная система отсчета.
   Например, система, ускоряющаяся или вращающаяся относительно земли.

Вывод

1-й закон Ньютона выполняется в инерциальных системах отсчета (например, на земле). В неинерциальных системах отсчета (например, в поезде во время торможения) этот закон нарушается, если не учитывать действие дополнительных сил инерции.