加速度センサーと重力加速度

質問

加速度センサーは、デバイスが一定方向に一定速度で移動しているときには加速度は生じず、
そこから速度が変化したときに初めて加速度が生じるものと覚えました。

加速度センサーを机に置いている場合、常に重力加速度の1Gを検出します。

重力の速度は一定ですよね。
ということは速度の変化は生じていないのでは？と考えました。

なのに常に1Gが検出されるのは何故なのでしょうか？

回答No.7

noname#195576

前質問を締め切りもせず回答無視な姿勢にムカつきましした。

「加速度」という呼び名、「速度」とう語があるからって移動速度を示してないってことに
さっさと気付きなさいよ。

静止状態で「重力加速度」１Gを検出してるのはそういうことです。

＞重力の速度は一定ですよね。
何言ってるかわかりません。重力による自然落下の速度のことなら、
速度一定でありません。徐々に速くなります。

回答No.6

TooManyBugs

加速度や速度といった物理量は観測する系(見る位置)によって変わってきます。

センサが静止して見えるのは自分にもセンサと同じ重力加速度が働いているので相対位置が変わらないので静止しているかに見えるだけ。

バネばかりが静止するのは重力とバネの張力が釣り合っているから当然重力が無いときとは静止する位置が違う、その位置を検出するのが加速度センサ。

回答No.5

yama1718

http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0903/24/news112.html
加速度センサの仕組みはここにあるようにバネで吊られたセンサ部の動きを測っています。

それで、宇宙空間にいると仮定しましょう。
上に動き出すと加速度を検知しますね、
そこで加速をやめて等速直線運動に入るとセンサはバネで０に戻ります。
地球上にいて動いていない時はセンサは重力で常に下に引っ張られています。
（地球の自転の遠心力など言い出すとややこしいので省きます）
常に上へ加速しているのと、地球上で重力が掛かっている状態では、
センサの反応や測定値を見ても全く同じで区別できません。
物理学ではこれを「等価原理」と言います。
http://einstein.soragoto.net/03_general_relativity/general_relativity_03_02.html

補足

回答ありがとうございます。

なるほど、等速直線運動の時はバネが戻るが、（確認ですが、重力の影響を受けていない軸に対しては、地球上でもそうですよね？）
重力の時は戻らないから1を示し続けるんですね。

では、本来は重力で引っ張られているだけの状態は加速ではないと解釈して良いのでしょうか？

回答No.4

ninoue

地球上の物体には重力と地球が円運動をしている為に働いている遠心力があります。
重力は1G=9.8N(1N=1m/sec^2), 遠心力は0.0336N(赤道上で、南極北極上では0)　程度です。
結局重力の方が十分大きく、1Gと表示されているのだと思われます。

# 遠心力　F=rω^2 = 6.357*10^6*(2π/(24*3600))^2=0.0336
# (9.8N - 0.0336N) <==> 9.8N = 1G

回答No.3

TooManyBugs

力学の基礎を理解しようとせずに考えるから同じ質問を繰り返すことになる。

外から観測したら静止しているように見えるだけでセンサーから見れば加速していると言うこと。

>重力の速度は一定ですよね。
重力の速度など無い。

加速度センサーは加速度を測定するのではなく物体にかかる力を測定している。
構造としては３方向のバネばかりの小さい奴が入っている。
従って垂直方向には重力で下に引かれるからセンサーから見れば上向きに加速しているのと等価である。

これを円運動での加速度で説明するのは間違い、そうならば南極点、北極点では０Gとならなければならない。

補足

度々すみません。

ではそもそもの、
「加速度センサーは、デバイスが一定方向に一定速度で移動しているときには加速度は生じず、
そこから速度が変化したときに初めて加速度が生じるもの」
という解釈からして間違っているのでしょうか。

バネが重力で伸びる長さは一緒ですよね。
長さが変わらない＝速度の変化がない＝加速していない　ではないのでしょうか？
なので最初にバネが伸びた時は１を示すが、その後の加速度は0を示すのではと思いました。

単純に現在受けてる力の大きさを示し続けていると考えればいいのでしょうか？

回答No.2

Tacosan

って～か, そもそも「加速度センサ」は「加速度を検知するもの」なんだから「重力加速度を検知する」のは当然では?

回答No.1

ok-kaneto

速度をベクトルで考えてみてください。
加速度運動とはスカラ量だけでなく方向が変わるものも加速度運動と呼びます。

地球は自転していますので、表面に置いた物体は等速円運動しています。
ある瞬間においての速度に中心に向かった向心力(加速度)が加わることで円運動します。

補足

回答ありがとうございます。

方向が変わるのも加速度運動ということですが、

三軸加速度センサーのX軸の正の方向に、水平に等速直線運動をしていたとします。
この時X軸の加速度が0を示していたとして、
そのままの速度でY軸を回転軸として加速度センサー本体の向きが回転して変わったとすると、（X軸が北方向から東方向にむき変わる）
再び加速度を検出するのでしょうか？

流れとしては
1.静止状態から加速する（この時の加速度が1）
2.等速直線運動状態になる（加速度0）
3.加速度センサー本体の向きが変わる（最初の加速に要したのと同じ加速度１を検出するのか？）

といったイメージです。

重ね重ねすみません。
よろしくお願い致します。