加速度と重力について

はじめまして。
実は仕事で悩んでおり、早急にアドバイスをお願いします！

私運送関係の仕事をしておるのですが、先日輸送した荷物でお客様が加速度測定器を内梱し輸送したところ、「加速度10G」という数値を途中記録したとの連絡をうけました。お客様曰く、加速度10Gとはとんでもない数値で、輸送上「大きな衝撃をかけすぎだ！！」と問題となっております。

しかし、私物理には全く知識がなく、この「加速度10G」という数値がどれくらいすごいものかが正直分かりません。　確か重力(G)であれば10Gといえば相当な衝撃だとは思うのですが・・・。

そこで教えてください。

(1)加速度とは何か？？
(2)加速度と重力(G)はどう違うのか(或いは同じであるのか)??
(3)加速度10Gはどれくらいの衝撃なのでしょうか？？
(4)加速度を重力へ換算することはは可能でしょうか？？
(5)もしご存知でしたら重力(G)の1-10までの衝撃の度合いはそれぞれどのようなものか教えてください。

ちなみに、輸送した荷物は中身も全く壊れてなく、外装梱包・内装梱包ともに無傷、貼付していたShock Watch(衝撃が加わると変色するセンサー)も変色しておりませんでした。

恐れ入りますが、アドバイスお待ちしております！！

No.6 回答者： cozycube1 回答日時： 2004/09/04 00:46

>(1)加速度とは何か？？

速度の時間微分です。速度は位置の時間微分です。注意点は時間経過は表されていないことです。

>(2)加速度と重力(G)はどう違うのか(或いは同じであるのか)??
単位の問題に過ぎません。Gで表されるのは地球表面の重力です。10Gなら、地球表面の重力の10倍にしか過ぎません。

>(3)加速度10Gはどれくらいの衝撃なのでしょうか？？
その物体が静止しているときの10倍の力です。繰り返しますが、時間経過は含みません。

>(4)加速度を重力へ換算することはは可能でしょうか？？

加速度＝重力そのものです（単位換算は必要なことがあります）。

>(5)もしご存知でしたら重力(G)の1-10までの衝撃の度合いはそれぞれどのようなものか教えてください。

誤解されている点を指摘しておきます。物体に瞬間的に重力の何倍の力がかかったというだけでは、物体に対するダメージは計算できません。
例えば、1000Gが1万分の1秒かかったからといって、物体が破壊されるかどうかは決められないのです。
物体がダメージを受けるかどうかは、その物体の性質を考慮しなければなりません。
こういう喩えはどうでしょうか。
石ころ（10グラムとしましょう）に全体重（100kgとしましょう）をかけたとしても、石ころは平気でしょう。
これが豆腐であればつぶれます。でも100Gでコンマ0.01秒ゆすっても豆腐はつぶれません。
ノートパソコンをお持ちだとしましょう。10cmくらいから机の上にこつんと落とせば10Gどころではありませんが、壊れはしません（100Gのオーダーも珍しくない）。
要点をまとめますと、物体の特性、かかる力×時間、力のかかり方などなどを考慮しないと、壊れ方（あるいは、壊れにくさ）は決まらないのです。
私は電機メーカー勤めですので、そういったことには気を配っています。10Gは条件次第では、何の問題もありません。もし、もっと詳しい状況をお知らせくださるなら、突っ込んで考えたいと存じます。

No.5 回答者： semi-zzz 回答日時： 2004/08/29 07:15

用語の説明は先の回答にあるので省略します。

＞1G＝980Galであるらしいのですが、もし本件のGがgの勘違いであれば、10gなのでGに換算すると0.0102Gになります。そうであれば大した衝撃ではなく、品物が壊れていないことも納得が行きます。

ｇ（Ｇ）は重力を示します。
gal（ガル）はcm/sec^2を意味する加速度の単位ですが、主に日本における地震工学の分野で使用していた単位で（最近はSI単位を使用するためにあまり用いません）、私の知る限りｇと表記することはありません。また地震工学は日本が先行している関係上、galを使うこともありますが、海外では地震工学の分野でもｇを用いることの方が多いようです。

ここで（４）については
１ｇ（G)=980gal＝980cm/sec^2=9.8m/sec^2
となります。なお、^2は２乗を示します。

またgalを用いるのは主に地震工学の分野で、日本製の地震計（加速度センサーの１種）ではよく使用れていますが、それ以外の加速度センサーは通常古いものや海外製品ではｇ（G)がよく使われており、最近の日本製品ならば計量法で定められた、m/sec^2を使用すると思います。

また、私の経験上輸送中に生じた最大加速度が10galというのは常識的に考えて小さすぎるので、質問者が推定している単位の勘違いというのはないと思います。

なお、最大値なら１０ｇという大きさが、どのくらいかというと、ちょっとぶつけた程度でも生じる可能性はあると思います。

また、加速度測定器は加速度を測る機械であり、その機種の仕様によっては５０ｇ程度まで測定できる、すなわちその範囲なら故障しない製品もありますので（高感度タイプだと上限が小さく０．５ｇ程度で壊れるものもあります）、壊れていないのはそのような機種だったからだと思います。

また、対象のセンサーが１０Ｇを表示したということは、最大計測範囲は１０Ｇ以上の製品と思われます（１０ｇが上限のものかそれ以上の製品なのかは、メーカー名と型番を調べればわかると思います）。

なお、shock watchというのがどんな製品化わからないのですが、10Gの加速度に対して変色しなかったことに対しては、以下の理由が想定できます。

１．加速度を測るものには対象周波数というものがあります。その周波数範囲が異なったので、shock watchは加速度測定器の関知した加速度を関知できなかった

２．shock watchは加速度ではなく衝撃力を感知して反応するもの、すなわち加速度測定器とは別の物理量を計るものであった。

３．梱包の中で僅かに製品が動き、衝撃が生じた。

No.4 回答者： hamburabi 回答日時： 2004/08/28 18:45

加速度とは単位時間当たりの速度の変化率です

つまり１秒間にどれだけ速度が増すかということです

Ｇとは万有引力定数で物理定数のひとつです大文字のＧです
下の公式の意味は分かりません。
Ｇ=6.67259×10^-11m^3s^-2kg^-1
地球上で感じる引力が１Ｇです

ｇというのは地球上での加速度を元に決めた重力加速度の呼び方です小文字のｇです
地球上の重力加速度ｇは約９.８m/s^2ですよね。
Ｇは重量が同じであるならば速度に比例しますので垂直方向に進んだとして２Ｇは１９.６m/s^2で加速し続け１０Ｇは９８m/s^2で加速し続けているときに受ける力になります。

これでは良く分かりませんから地球上に立っているのが１Ｇであるならば、体重６０kgの人が１０Ｇの状態になると６００kgの力が加わった状態、１０kgの物体でしたら１０Ｇの場合１００kgの力が加わる事なりますね。
あくまで地球上であることが前提です。

このことから荷物は垂直方向に速度０m/sから９８m/sもしくは速度９８m/sから０m/sに変化し質量の１０倍の力が加わったものではないかと思われます。

力の大きさは次の式で計算できますね。
F=ma
F:力の大きさ(N)　m:質量(kg)　a:加速度(m/s^2)

この回答への補足

アドバイス大変ありがとうございます。
私が思うに、本当に10Gの力が加わったのであれば品物は破壊されているはずです。
恐らく、加速度とはGではなくgだと思うのです。インターネットで色々と調べたのですが、加速度はGalという単位で表せることを知りました。それは引力(重力)のGとは異なるのでは？？と思いました。
1G＝980Galであるらしいのですが、もし本件のGがgの勘違いであれば、10gなのでGに換算すると0.0102Gになります。そうであれば大した衝撃ではなく、品物が壊れていないことも納得が行きます。
この考え方、誤ってますでしょうか？？若しくは加速度とはgでも表せ、Gでも表せる両方の単位を持っているのでしょうか？？アドバイスをお願いします。

補足日時：2004/08/28 21:20

No.3 回答者： ootora-A 回答日時： 2004/08/28 16:38

運送上10Ｇが大きいのかどうかは、よくわかりません。

衝突時にエアバッグを開くためのセンサが20Ｇということなので、バイクだとありうるのかも知れませんね。


ご質問の内容は、例えば下記ｗｅｂページを見てください。

参考URL：http://nara.cool.ne.jp/physi/kenkyu/juu.html

この回答へのお礼

早速のアドバイスありがとうございます！

お礼日時：2004/08/28 21:20

No.2 回答者： odamari 回答日時： 2004/08/28 16:17

参考URLのようなものもありました

　衝撃加速度の定義　をどのようにとっているか
測定器メ－カーによる違い　測定器の取りつけ法等
同一条件とみなせるかどうかわかりませんが
このデータからすれば　10Gという値は
3キロのパソコンを　ダンボール梱包し
60センチの高さから落としたほどの
衝撃ではないといえますね。

参考URL：http://www.systemcreates.co.jp/systepa_2.html

この回答へのお礼

早速のアドバイスありがとうございました！

お礼日時：2004/08/28 21:19

No.1 回答者： nabla 回答日時： 2004/08/28 16:14

あまりごたごた説明しても仕方がないので簡潔に言いますと、１Ｇはあなたが今受けている重力の大きさです。

戦闘機になると３Ｇぐらいかかります。相当訓練を積んだパイロットであっても初めて３Ｇを体験すると気絶するそうです。そしてロケットの発射時にかかるのがだいたい６Ｇ程度だったと思います。この状態では体重６０ｋｇの人は体重３６０ｋｇの人が感じている重力と同じだけの力を受けることになります。（例えるなら力士２人に乗られたぐらいですね）こうなるともはや身動き１つとれません。
つまり１０Ｇというのは体重６０ｋｇの人が体重６００ｋｇの人が普段感じている重力を感じる世界です。
まあＧの衝撃がだいたいどんなもんかイメージはつかめましたか。

この回答へのお礼

早速のアドバイスありがとうございました！

お礼日時：2004/08/28 21:18