Если поезд резко тормозит, мяч будет какое-то время сохранять свою прежнюю скорость, следовательно, покатится вперед (по инерции). Если поезд резко ускорится, мяч будет какое-то время сохранять свою прежнюю скорость, следовательно, покатится назад (по инерции).