1. Inerzia: Un oggetto a riposo rimane a riposo e un oggetto in moto rimane in movimento con la stessa velocità e nella stessa direzione se non agendo da una forza sbilanciata.

2. Il movimento del treno: Quando l'uomo lancia la palla verso l'alto, la palla eredita la velocità orizzontale del treno. Ciò significa che la palla sta andando avanti con il treno anche se viaggia in verticale.

3. Nessuna forza orizzontale: Non esiste una forza orizzontale che agisce sulla palla dopo che è stato rilasciato (ignorando la resistenza all'aria). Ciò significa che la palla mantiene la sua velocità orizzontale.

4. Il movimento dell'uomo: L'uomo sta anche andando avanti con il treno alla stessa velocità.

5. Mozione relativa: Poiché la palla e l'uomo si muovono entrambi orizzontalmente alla stessa velocità, la palla sembra muoversi dritto su e giù rispetto all'uomo.

in sostanza: La palla continua ad andare avanti alla stessa velocità del treno, motivo per cui torna alla mano dell'uomo. La palla non "sa" cadere dritto; Mantiene il suo movimento in avanti insieme al treno.