加速度センサから取得できる加速度値と重力の関係

質問

Androidケータイを例にした質問となりますが、一般的な加速度と重力についての
質問となるため、物理のカテゴリで質問させて頂きます。

AndroidケータイではX,Y,Zの３軸の加速度が定義されており、
ディスプレイ面を表から裏へ貫く軸がZ軸となっています。
また、各軸にはプラスとマイナスが定義されており、
Z軸の場合はディスプレイ面方向が+Z、背面方向が-Zとなっています。
(詳細については下記公式サイトの上部に図で記載されています。)
http://developer.android.com/reference/android/hardware/SensorEvent.html

ディスプレイ面を空へ向けた状態で机の上に置き、加速度値を取得すると
Z軸の加速度値は約9.8(地球の重力加速度と同等)となります。

単位がm/s^2ですので、1秒後に9.8m落下する事をあらわしているんだと
漠然と理解する事は出来るのですが、一点疑問が残ります。

先に書いた通り、Z軸の定義は背面方向が-Zとなるので、
ディスプレイ面を空に向けた状態だと-Z軸が地面に向いているので、
取得される加速度値は-9.8なのではないかと考えてしまいます。

詳しい方からすれば常識のレベルかと思いますが、
この場合マイナス方向を地面に向けると何故プラスの値が返るのか、
なるほどと思える解説を頂けると助かります。

よろしくお願い致します。

回答No.1

noname#185706 · ベストアンサー

引用された公式サイトで、図の下の方に
Examples
という部分があり、そこに
「ケータイが上向きに加速度 A をもつとき、表示される加速度は A + 9.81 である」
という意味のことが書いてあります。

結局、加速度 -9.81 m/s^2 で自由落下する系に相対的な加速度（＝自由落下する系で測った加速度）
A - (-9.81) = A + 9.81
が表示されると言うことです。

ケータイが机の上で静止しておれば、A = 0 ですから、表示される値は +9.81 です。

なお、

>1秒後に9.8m落下する事をあらわしている

というのは誤りです。静止状態から自由落下を始めた場合、最初の1秒間に落下する距離は
(1/2)×9.8[m/s^2]×1^2[s^2] = 4.9 [m]
です。また、1秒経過した時点での速さは
9.8[m/s^2]×1[s] = 9.8 [m/s]
です。

お礼

お礼が遅くなってしまいすみません。
回答ありがとうございました。

正直まだ人に説明できるレベルの理解が出来ませんが、
一歩前進といった感じです。
また、誤りを指摘して頂きありがとうございました。