Question vitesse, Le maillon faible de l'ensemble D5100+55-200, c'est le 55-200. Vu son ouverture limitée, il collecte peu de lumière. Il faut donc une bonne luminosité pour avoir une vitesse suffisante (1/1000s) pour "figer" les mouvements à la prise de vue.
Contrairement à ce qu'il semble, le D90 sera plus simple d'utilisation que le D5100. Si le D90 affiche plus de commandes en façade, ce sont autant de réglages que tu n'aura pas à chercher dans les menus comme avec le D5100.
Dans l'absolu, le capteur du D5100 est un peu plus performant -car plus récent- que celui du D90; mais je faisais allusion plus haut à un téléobjectif 70-200 f/2.8 pour tes photos de sport, or le dernier modèle (qui serait compatible avec le D5100*) coûte 2500€ neuf. Il est en revanche possible de trouver d'occasion des modèles plus anciens mais dépourvus de moteur AF autour de 700-800€, la différence est sensible. Mais en ce cas, il te faudrait un boitier motorisé comme le D90 pour bénéficier de l'AF.
*Ceci dit, manipuler un tromblon comme le 70-200 avec un rikiki boitier comme le D5100 n'est pas idéal.
Pour les photos de trains en marche, si tu veux qu'on "voit" que le train bouge, tu devra travailler la technique du filé, où la vitesse n'est pas nécessairement élevée. Je pense que dans ce cas, le 55-200 fera l'affaire.