自由落下 = 無重力状態になってることを確かめてみることにした。頭ではわかっているし、こうやったら体感できるってのはイメージできるんだけど、この目で加速度が0(ゼロ)になってるのを見てみたいなと思って。

加速度センサを起動した状態でスマホを高さ2mくらいの位置から落下させる。

※もちろんスマホが壊れないように布団の上に落とした。

※加速度センサーはX、Y、Zの３方向の値が出力されるが、自由落下させるとどんな向きにスマホが向くかわからないため、3方向の成分の二乗和の平方根でグラフを書いている。(つまりベクトルの絶対値)

最初は10 m/s²くらいの値で、これは重力加速度9.8 m/s²とほぼ一緒。 その後、スマホを手放すと…0 m/s²。おぉ、やっぱり 0 だ！！

、、、ってここまで来て、話が矛盾しているようで混乱し始めた。何で加速度が０なんだ？スマホは地面に向かって加速してるぞ？

この答えは加速度センサーが加速度そのものを計測している訳ではなく、錘(質量m)に繋がってるバネが引っ張られる(あるいは押す)力から加速度を計算しているからだ。つまり

　ma = F　→　a = F/m

で加速度を求めているからだ。

手に持ってるときはバネが錘に引っ張られて(押されて)重力加速度と同じくらいの値が出てくる。一方で落下しているときはスマホも錘も地面に向かって同じ重力加速度で加速していくので、バネは引っ張られずに、0となるわけだ。

つまり、無重力というよりは無重量の状態になったということだ。

まぁとにかく自由落下させることで無重力とにたような状態ができることが確認できた。

この実験の当初の目的である自由落下させたら無重量(≒無重力)状態になることの確認はできたのだけれど、実は上のグラフには着地のデータをのせていない。

なぜかというとそれをのせてしまうと当初の目的が霞んでしまうから。

着地のデータものせたのがこちら。

スタートから約1.8秒後に布団に着地。

、、、70 m/s² !?

え、7 G！？

スマホが壊れないように布団の上に落としたけど、それでもそんな衝撃がかかってたのか。データのサンプリングの間隔が50 msec毎くらいだったから、瞬間的にはもっと高い衝撃がかかっていたのでは。ひぇ！スマホ壊れなくてよかった。