iOS自由落体了解iphone的加速度计数据

Question

为什么当我将手机从大约4英尺放到枕头上，然后绘制用户加速度的大小时，我得到的峰值为1.5g然后是1g然后是2.5g然后1g然后2.5g然后0g在1秒的时间范围内自由落体，10个样品。理想情况下，由于重力减去空气阻力，它应该以恒定速率向下加速，那么为什么加速度会在自由落体时上下波动？造成这种噪音的原因是什么？

Answer 1

在阅读我的帖子之前要理解的最重要的概念是，由于重力，相对于地面的加速度（不加速度计读数）将始终为1.0g。但是，这种加速度可以通过外部因素减少/增强，如空气阻力，制动力，外力等。

在注意到我的答案和其他答案之间的差异之前，重要的是要认识到实际加速度和加速度计读数之间的差异。我已经在加速度方面回答了你的问题，因为你的图表似乎没有反映原始加速度计读数，而是相对于地面的加速度。澄清：

• 加速度计值= abs（加速WRT接地 - 1g）

因此：

• 当加速度为0g（物体处于静止状态）时，加速度计读数为1g。
• 当加速度为1g（物体处于自由落体状态）时，加速度计读数为0g。

以下是您发布的每个加速WRT地面的可能情况：

1.5g：掉落iPhone时，你可能不小心施加了~0.5g的小力，导致加速度为1.5g（重力为1.0g +施加0.5g）。

1.0g：一旦实际自由落体，它读数为~1.0g（由于重力加速）。这是假设它应该在自由落体的整个时间内读取的加速度，忽略了空气阻力。

2.5g：当它撞到枕头时，它的向上加速度约为2.5g，因为它在从重力中获得速度后停止。

0.0g：停止后，加速度为0.0g，因为它没有加速。由于重力引起的加速度被枕头施加的正常力所抵消。

Answer 2

加速度计测量相对于iPhone外壳的力。当坐在桌子上时，重力迫使加速度计芯片以1G的力量进入iPhone外壳的底部。在自由落体时，由于1G的重力，加速度计芯片和iPhone外壳都将承受相同的向下力。但是之后，在自由落体时，芯片和外壳都将以相同的速度向下加速，芯片对iPhone的情况没有任何影响，它们都会一起掉落，所以你得到的读数非常接近归零。

当你把它还在空中时，它仍然是1G。自由落体0 Gs。反弹最深接触部分的许多G'反弹期间空中向上的0 Gs反弹。在下次与枕头等接触时会有许多G.当坐在枕头上时，回到1G。

这是一个小小的简化，因为测量实际上是芯片的一部分与另一部分相比，但这个论点仍然有效，但更多的是在纳米尺度上。

Answer 3

爱因斯坦发现了一些明显的东西（但隐藏在明显的视线中）。那就是：我们体验到的重力实际上是加速度。当在地面上而不是移动时，我们实际上在1G（一个地球引力）上向上加速。所以地球实际上从中心向外扩展。

现在一件有趣的事情发生在物质（或像地球这样的大质量物质）上：物质周围的空间和时间实际上以与膨胀完全相同的速率坍塌。这就是为什么当你离开地球中心或离开地球表面时，时钟运行得更快。这已在无数次实验中得到验证，必须加以考虑才能使GPS卫星正常工作（例如）。

现在，真正的加速度计将始终在地面上测量1G。当你释放它时，加速度计进入“自由落体”，这意味着它现在以恒定速度（不加速）移动，因此读取：0G。由于地面在加速度计经历的一秒钟失重自由落体期间向上加速，因此地面加速而不是加速度计加速，地面加速以满足坠落物体。因此，撞击枕头时的瞬时加速度远高于1G。使用枕头作为弹簧将地球的新瞬时速度轻轻地引入瞬间失重的加速度计是一个好主意。

任何乐器的瞬间加速都非常具有破坏性......而且iPhone非常昂贵。

Answer 4

手机在旋转吗？空气阻力将根据加速方向（向下）呈现的“轮廓”而变化，这意味着加速度会发生变化。 0g样本是手机中传感器的位置恰好以与重力相同的速率旋转/旋转的位置，和/或手机命中终端速度（不太可能在4'下降）。

Answer 5

通常，当手机坐在桌子上时，加速度为1G。在自由落体中，加速度为0G。我从未玩过iPhone加速度计来了解支持逻辑是否在静止时“伪造”0G并且在下降时“伪造”1G，但如果确实如此，它将不可避免地不完美。

在自由落体中你应该看到的（从一个未被捏造的加速度计）开始于1G，在下降时迅速下降到0G，当它到达“地面”时迅速增加到几个Gs，然后返回到1G之后反弹停止，可能是经过几个周期上下。