SCIENCE 3D | 폰으로 재는 엘리베이터 (겉보기 무게 그래프)

무슨 일이 일어났나

폰 속 MEMS 가속도 센서는 폰이 받는 가속도를 세 축으로 재고, 이 쪽은 그 크기를 평소(중력만 있을 때)와 견준 «겉보기 무게 비» 로 그립니다.

엘리베이터가 위로 1 m/s² 로 출발하면 비가 약 1.10, 아래로 1 m/s² 로 출발하면 약 0.90 이 됩니다 — 시뮬레이터의 60 kg 사람으로는 66.1 kg 과 53.9 kg 입니다.

같은 빠르기로 오르내리는 동안에는 비가 1 로 돌아오므로, 올라갈 때 그래프는 «솟음 → 평평 → 꺼짐» 꼴이 됩니다.

이 쪽은 표준 중력 가속도 9.806 65 m/s² 를 1 로 삼아 견주고, 0.3 초 이동 평균으로 손 떨림을 줄입니다.

💡 생활 속 예시

아파트 엘리베이터에서 출발 순간 몸이 «꾹» 눌리는 느낌이, 폰 그래프가 솟는 바로 그때 생기는지 견줘 볼 수 있습니다.
백화점 에스컬레이터를 타는 동안 같은 방법으로 재면, 같은 빠르기로 움직이는 동안에는 그래프가 거의 평평합니다.

🧪 해 보기

엘리베이터에 타서 폰을 바닥에 화면이 위로 가게 눕히거나 손바닥 위에 평평하게 올립니다.
이 쪽의 «시작» 을 누르고 움직임 센서를 허락합니다(아이폰은 이때 허락 창이 뜹니다).
가고 싶은 층을 누르고, 출발 · 같은 빠르기 · 멈춤 동안 그래프가 어떻게 바뀌는지 봅니다.
내려갈 때도 한 번 더 재서, 올라갈 때와 그래프 모양이 어떻게 뒤집히는지 견줍니다.
가장 큰 비와 가장 작은 비에 내 몸무게를 곱해, 출발과 멈춤 때 저울이 몇 kg 을 가리켰을지 셈합니다.

⚠️ 폰을 엘리베이터 문틈이나 바닥 틈 가까이에 두지 않고, 문이 열리고 닫힐 때는 폰을 집어 듭니다.
⚠️ 다른 사람이 타고 내리는 데 방해되지 않게 붐비는 때를 피하고 조용히 합니다.
⚠️ 엘리베이터 안에서 뛰거나 일부러 흔들지 않습니다. 어린이는 어른과 함께 탑니다.
⚠️ 움직임 센서 값은 이 쪽 그래프를 그리는 데만 쓰고, 저장하거나 폰 밖으로 보내지 않습니다.

누가 왜 찾았나

NIST 연구자들은 휴대 전화 · 자동차 · 비행기에 들어가는 MEMS 가속도 센서가 재는 조건에 따라 값이 크게 달라지는 문제를 줄이려고, 센서 안 세 축이 어떻게 놓였는지까지 드러내는 시험 방법을 만들었습니다(2017). 가속도로 속도를 셈하면 오차가 쌓이기 때문입니다.

확인된 값

MEMS 가속도 센서가 들어간 물건 (휴대 전화 등): cell phones 출처
표준 중력 가속도 (정의값): 9.80665 m/s² 출처
낙하탑에서 무중력에 가까운 시간 (NASA 글렌): 5.18 s 출처
가속도 센서 값은 재는 조건에 따라 크게 달라질 수 있다 (NIST): measurements vary 출처
NIST 가 만든 것: 그 차이를 줄이는 시험 방법: test methodology 출처
가속도로 속도를 셈하면 오차가 쌓인다 (NIST): errors add up 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 물리학 실험 · 물리 실험의 기초
한국 2022 · 물리학 · 힘과 에너지 [12물리01-02]

출처

https://www.nist.gov/news-events/news/2017/05/intrinsic-properties-secret-lives-accelerometers(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?gn(확인 2026-11-12)
https://www.nasa.gov/glenn/glenn-expertise-space-exploration/physical-sciences-program/reduced-gravity-drop-towers-and-test-rigs(확인 2026-11-12)

폰으로 재는 엘리베이터 (겉보기 무게 그래프)