在这样的高铁里牛顿运动定律不成立，该怎么办？

在室内让一架无人机悬停在空中，此时无人机受到重力和空气给它的升力作用，根据牛顿运动定律可知，这两个力的大小相等方向相反。

若是在匀速行驶的高铁中悬停起一架无人机，此时无人机相对于地面也是在做匀速直线运动。牛顿运动定律再次告诉你，无人机受到的重力和升力大小相等方向相反。你坐在座椅上看着无人机，此时随着高铁匀速运动的你也会受到重力和座椅对你的支持力，牛顿运动定律还会告诉你，这两个力大小相等方向相反。在牛顿力学中，物体静止或匀速直线运动时，受到的合力为零。合力为零的时候，物体只能处于静止或匀速运动状态。

假若有一辆高铁出了故障，启动时会猛的一加速，此时你会向后一仰；若是猛的一减速，你会向前倾。那么刚才悬停在车厢内的无人机会怎么样呢？其实和人向前倾向后仰是一个道理，车厢减速的时候无人机会和人一样向前冲；车厢加速的时候也会和人一样向后撤。

此时你可能发现了新问题，无人机只受到向下的重力和向上的升力，并且两个力大小相等方向相反，它应该处在静止或匀速运动状态。为何高铁加速及减速的时候，无人机的运动状态会发生改变？难道牛顿运动定律在这里不成立了？

没错，牛顿运动定律在这里就是不成立。牛顿运动定律只适用于惯性系，不适用于非惯性系。静止的地面是惯性系，相对于一个惯性系静止或匀速运动的参考系也是惯性系，相对于惯性系做变速运动的参考系是非惯性系。

在无人机的例子中，地面是一个惯性系，房间相对于地面静止因此也是惯性系。无人机在室内悬停时受力平衡，正好符合牛顿运动定律。匀速行驶的高铁也是一个惯性系，无人机随高铁匀速运动，相对于高铁静止的无人机受力平衡，牛顿运动定律依然成立。当高铁变速运动时，无人机依然相对于地面匀速运动。因此在地面这个惯性系中看无人机，受重力和升力而平衡的无人机合力为零，它的匀速运动正好符合牛顿运动定律。而在车厢非惯性系中，受力平衡的无人机相对于车厢却是在做变速运动，牛顿运动定律不再成立。

为了让牛顿运动定律能够在非惯性系中继续使用，可以引入“惯性力”这个概念。惯性力是一个虚拟的力，并不是真实存在的，引入惯性力后牛顿运动定律就能够成立。比如地球是在自转，严格地说来地面也是在做变速运动的，因此也会出现牛顿运动定律不成立的情况。比如物体的自由落体运动，如果地球是严格的惯性系，物体做自由落体运动时轨迹应该是竖直的直线，而实际上由于地球是非惯性系，自由落体运动会存在东偏，这种现象叫落体东偏。竖直下落才是符合牛顿运动定律的，落体东偏不符合牛顿运动定律，引入一个惯性力科里奥利力后落体东偏就可以在牛顿力学框架中得到圆满解释。

在高铁突然做变速运动时，受力平衡无人机会相对于高铁做变速运动。此时也可以引入一个惯性力，这个惯性系的方向和无人机相对于车厢的运动方向一致，这样就可以用牛顿运动定律解释无人机的运动了。