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2017年11月7日火曜日

加速度 トランポリン加速度計測計画

肋骨かどこかは知らんが痛めてしまって10日も痛みがひかない事件があったが、そろそろ大丈夫になってきたので無理ない範囲で加速度センサーを用いて加速度を計測しようかと思った。

ただしちょっとここで前置き。
加速度センサーをつけて自由落下した場合、加速度センサーの値は理論上0を示す。
なぜか。これは物理をやっていれば分かる話で、センサーと一緒に動く自分からしては、あたかも静止している。(実際は落下しているが)そこで慣性力を考えなければならない、というのが物理の考え方であった。慣性力は加速度系に生じている加速度の逆向き、ということで、結局自身の重力との"加速度系での"つりあいによって結局0の値をとる、というものだった気がする。
なお我はのちに医学部受験をするので、これくらいは知っていないと話にならない…。

じゃあジャンプしたあと、空中に上がっていく状態の加速度はいったいどれくらいか。
一応、その状態でも下向きの重力加速度しかかかっていないので、0を示すはず。
だが実際、ジャンプして上がっている最中、無重力を感じるか…?という疑問が。

我の経験としては、このトランポリンより明らかにひらパーのメテオに乗っているほうがふわっと感を感じる。これはちょっと地味に疑問。

さて、トランポリンの着地時にかかる加速度。平均的なものとしては、トランポリンのひずみによって停止するまでの時間と飛び上がった高さがあれば簡単に出てくる。
高さをhとするなら速さv=√2ghなのはもう暗記していてもいいレベルの計算。
これで減速時間tとすると平均加速度は√2gh/tと簡単に出てくる。トランポリンは飛び降りとは違うのでこれがそこそこきれいに出てくるであろうと予想している。

本来ならば高さを計測しないと着地の加速度を比較できない事態が発生してしまう。
飛び降りのときは、地味に落下中と飛び出しの加速度の違いが現れるはずなのにほとんど分からないという事態があったが、トランポリンは本当に着地時と滞空時の2つしかないので、分かりやすい。よって滞空時間を計ることによって用意に落下の高さが分かる。
具体的には滞空時間Tとするならば落下時間はT/2よりh=0.5*9.8*(T/2)^2からhは求まる。

自らの体で加速度を体験できるときが近い。確かにジェットコースターのときのようにあの下Gが体にかかるのが分かるので。だがそれで我の背中は長時間やられたんだが。

ここで、我がよく文字としてhだのtだのを用いているが、これはある程度意味があって、とりあえず書いておく。イメージとしては下記の通り。
a加速度
b
c定数、補集合
d距離、密度
eネイピア数、電気素量
f関数
g関数、重力加速度
h関数、高さ
i虚数単位、総和対象、内部
j総和対象
k総和対象、定数
l自然数
m自然数、質量
n自然数
o
p
q電気量
r半径
s総和、媒介変数
t時間関係、媒介変数、温度
uベクトル
vベクトル、速度
w複素数、重さ
x変数
y関数、変数
z変数、複素数
A部分集合?
B
C積分定数、複素数の集合、電気容量
D判別式
E
F力
G万有引力定数
Hハミルトニアン、高さ
I定積分の値、電流
Jジョルダン標準形
K体
L距離、リアクタンス
M行列、質量
N自然数の集合
O位相、ランダウの記号
P電力、圧力
Q有理数の集合、電気量
R実数の集合、抵抗、気体定数
S総和、面積
Tトーラス、温度
U全体集合
Vベクトル空間、体積、電圧
W部分空間、電気量
X位相空間
Y
Z整数の集合、インピーダンス