Question

локомотив сцеплен с вагоном. Сила, с которой локомотив действует на вагон, равна силам, препятствующим движению вагона. Другие силы  на движение вагона не влияют. Систему отсчёта, связанную с Землёй считать инерциальной. В этом случае вагон что будет делать: покоится или двигаться равномерно или равноускорено?

Answer 1

Покоится или движется равномерно. Так как сумма сил по модулю равна нулю. 

Answer 2

В соответствии с третьим законом Ньютона, сила, с которой локомотив действует на вагон, равна по величине, но противоположна по направлению силе, с которой вагон действует на локомотив. Таким образом, система локомотив-вагон не является свободной, и движение её можно описать только с учётом внешних сил, препятствующих её движению.

Поскольку сила, с которой локомотив действует на вагон, равна силам, препятствующим движению вагона, то суммарная сила, действующая на систему, равна нулю. В этом случае система находится в состоянии равновесия, и вагон будет оставаться в покое или продолжать движение равномерно прямолинейно, если движение уже имело место до связывания с локомотивом. Однако если локомотив начнёт тянуть вагон с ненулевой силой, то вагон будет двигаться равноускоренно в направлении, указанном локомотивом.