Chiaramente i 3 valori sono quelli iniziali con il modello in piano e fermo, e da questi si parte a campionarli ad intervallo di tempo costante.
Allora se accelera verso l'alto con ali in piano ci sarà solo una variazione iniziale dell'asse z che andrà ad azzerarsi quando il rateo di salita (velocità asse z) diverrà costante ma avendo integrato i valori letti potremo ricavare la velocità ed in caso di variazioni della lettura sapremo anche se sta in hovering o se casca.....
In virata piatta avremo che l'asse x avrà una variazione iniziale per poi stabilizzarsi su un valore proporzionale all'accelerazione centrifuga (con segno diverso se cw o ccw), inoltre anche l'asse y avrà variazioni iniziali proporzionali al verso della virata mentre z resterà costante; nella classica virata avremo che varieranno tutti e tre gli assi e queste variazioni, diverse, le troveremo anche in virata con spirale in salita/discesa.
La similitudine con un pendolo ad infiniti gradi di libertà forse non si adatta bene a rappresentare un accelerometro a 3 assi, forse è più adatto immaginarlo come 3 pendoli vincolati con un solo grado di libertà.
E' chiaro che per interpretare i dati e quindi ricavare l'assetto del velivolo e la direzione e velocità del suo moto è necessaria tanta matematica (meglio se in floating point....) e potrebbero esserci casi particolari in cui il risultato non è univoco.
Un grosso limite degli accelerometri è quello dato dalla non linearità degli stessi (ha andamento sinusoidale e per avere valori precisi già solo di angolo statico richiede l'uso di tabelle di linearizzazione per ogni singolo asse ed interpolazione).
Su Wiki si trovano sintetizzate formule interessanti:
https://it.wikipedia.org/wiki/Equazione_del_moto che sono utilizzate/implementate anche in sensori evoluti come questo (anche se definito obsoleto):
ADIS16305 Datasheet and Product Info | Analog Devices 