از تلسکوب چه میدانید؟

قبل از خرید یک تلسکوپ چه چیزهایی را باید بدانیم؟

خرید یک تلسکوپ بزرگترین تصمیم بک اخترشاس آماتور به شمار می آید. امیدواریم اولین تلسکوپی که می خرید تلسکوپی باشد که بیشتر از همه از آن استفاه کنید. تلسکوپی که خاطرات زیادی با آن دارید، تلسکوپی که بتوانید آن را به فرزندانتان بدهید.

بزرگترین مزیت تلسکوپ های خوب این است که در تمام طول زندگی با شما خواهند ماند. اگر به خوبی از آن مراقبت شود تجهیزات نوری آن خراب نمی شود و تا ابد ماندگار خواهد بود. امروزه اغلب تلسکوپ ها بسیار خوب و مناسب هستند، به غیر از برخی موارد استثنایی قابل توجه که به راحتی قابل شناسایی است.

مهمترین نکته در خرید یک تلسکوپ به خصوص زمانی که محدودیت مالی نیز وجود داشته باشد این است که تلسکوپی را خریداری کنید که مناسب شما بوده و علایق خاص شما را تحت پوشش قرار دهد.

تصاویری واقعی از تلسکوپ های گالیله

اولین قدم در این راه، شناخت آنچه تصمیم به مشاهد و مطالعه آن دارید می باشد و این نکته ای است که اغلب مردم به آن توجه نمی کنند و پس از مدتی تلسکوپ خود را برای فروش گذاشته و یا باز می گردانند. خیلی ناراحت کننده است که بسیاری از افراد تلسکوپ های واقعاً خوب خود را برمی گردانند. لطفا قبل از خرید موارد ذیل را مد نظر بگیرید:

- قبل از خرید تا جایی امکان دارد درباره تلسکوپ آموزش ببینید و اطلاعات لازم را جمع آوری کنید. یک خریدار آگاه معمولا بهترین گزینه را انتخاب می کند.

- ببینید به چه نوع پروژه های رصدی علاقمندید و اطلاعاتی راجع به نوع تجهیزاتی که در این باره به آن احتیاج پیدا خواهید کرد کسب کنید.

- بررسی کنید برای پروژه مورد نظر به چه چیز نیاز دارید و از کجا باید آن را تهیه کرد. تجهیزاتی که در برنامه های آتی مفید هستند خریداری کنید. همانطور که اطلاعات بیشتری می آموزید مجموعه تلسکوپ شما نیز باید غنی تر باشد.

- برای تماشای فضا حداقل به یک دیافراگم 4 اینچی نیاز خواهید داشت.

- در صورت نیاز به دنبال لنزهای ارزان تر باشید. به عبارتی درباره خرید لنزهای پلاستیکی فکر کنید. خیلی خوب است انواعی از عدسی ها را داشته باشید اما حداقل یک عدسی 25/1 اینچی تهیه کنید.

- به فکر خرید یک آداپتور باشید که به شما اجازه خواهد داد تا لنزهای کم هزینه را بر روی تلسکوپ های قوی و با کیفیت بالا سوار کنید. درنتیجه  قادر خواهید بود بدون پرداخت هزینه های گزاف در پروژه های گوناگون دیگر شرکت داشته باشید.

- در صورت امکان از یک دوست متخصص کمک بگیرید، در این صورت هر دوی  شما می توانید باهم نظر بدهید. از آنجایی که چشم های مختلف دیدهای متفاوتی دارند، یک جفت چشم دیگر می تواند مواردی که از چشم شما دور مانده را تشخیص دهد.

- بودجه خود را مد نظر قرار دهید. بهتر است پول خود را برای خرید وسیله ای با کیفیت بالاتر پس انداز کنید تا اینکه مجموعه ارزانتری تهیه کنید که مدت زیادی برای شما کار نخواهد کرد.

- ضربه آهسته ای به تلسکوپ وارد آورید و مطمئن شوید ظرف مدت یک یا دو ثانیه تعادل خود را دوباره به دست می آورد.

- اگر قرار باشد تلسکوپ در گنجه خانه تان ثابت بنشیند آن تلسکوپ ارزشی ندارد. اطمینان حاصل کنید که می توانید آن را جابجا کرده و خودتان آن را آماده ی کار نمایید.

- یک کیت تمیز کننده برای تلسکوپ خود خریداری کنید. هرچه بیشتر از تلسکوپ تان مراقبت کنید طول عمر بیشتری خواهد داشت.

- کتاب های حاوی چارت های ستاره ای خریداری کنید. همانطور که در کار خود مهارت پیدا می کیند، می خواهید مسیرهای خود را ترسیم کنید و درک بهتری از آسمان ها داشته باشید.

- فقط تلسکوپی خریداری کنید که دارای گارانتی (warranty) باشد.

- مطمئن شوید در صورت ناقص یا معیوب بودن تجهیزات، می توانید آنها را برگردانید.

- تحت تاثیر صحبت های فروشنده قرار نگیرید و به دقت انتخاب کنید.تلسکوپ جدیدتان لحظات خوش فراوانی را به همراه خواهد آورد.

حیات فرا زمینی

آیا سیانید منشاء حیات است؟

آیا تاکنون به این موضوع اندیشیده اید که منشا حیات در زمین از کجاست؟ اگر بر طبق نظریات بسیاری از دانشمندان معروف جهان حیات از نقطه ای دیگری از فضا به زمین آمده باشد، بنابراین زمین های دیگری نیز هست و شاید در همین لحضه موجودات و یا انسان های دیگری در نقطه ای دیگری از فضا در حال زندگی می باشند.

اما اگر این موضوع درست باشد، چگونه زندگی و حیات به زمین آمده است؟ برای این سوال پاسخ های گوناگونی ارائه شده اما در این میان  سیانید مهمترین کاندیدا و گزینه انتخاب شده می باشد. سیانید چیست و چگونه به زمین آمده است؟  از آزمایشات انجام شده برخوردهای سرعت بالا، چنین اسنباط می شود که حیات احتمالاً بر پایه سیانید (Cyanide) شکل گرفته و این سیانید خود درون آستروئیدهای وارده شده به اتمسفر زمین به وجود آمده است و به احتمال بسیار زیاد زمین در هنگام تولد دارای مواد آلی ( مولکول های پیچیده کربن دار که برای حیات ضروری اند)نبوده است.

بر اساس آزمایشات استنلی میلر (Stanly Miller) از دانشگاه شیکاگو در دهه 1950 یک احتمال این است که حیات پس از شکل گیری کامل زمین بر روی آن به وجود آمده است، به عنوان مثال  واکنش های شیمیایی موجود در اتمسفر  موجب به وجود آمدن حیات بر روی کره زمین گردیده است. اما چنین واکنش های شیمیایی تنها در اتمسفر اولیه زمین که غنی از متان و هیدروژن بوده امکان پذیر می باشد و در ضمن در مطالعات بعدی ژئولوژیکی باستانی ادعا می شود که این پروسه غیر محتمل است.

آیا زمین های دیگر و یا موجودات و انسان های دیگری نیز در فضا هستند؟

برخی دیگر معتقدند حیات به همراه بلوک های ساختاری از دنباله دارها و آستروئیدهایی که با زمین برخورد کرده اند به زمین منتقل شده. چرا که این اجرام حاوی غلظت های بالای مواد آلی اند. اما حرارت بسیار زیاد ناشی از برخورد، اکثر مواد موجود در آنها را می سوزاند و باعث تبدیل آن به مواد ساده تری مثل دی اکسیدکربن می شود.

امروزه یک راه دیگر برای حضور مواد آلی بر روی کره زمین شناسایی کرده اند. آزمایشات جدید نشان می دهد اگرچه در برخورد دنباله دارها و آستروئیدها مولکولهای آلی نابود می شوند اما احتمالاً به طور همزمان منجر به تشکیل مواد آلی دیگری می گردد.

پیتر شولتز از دانشگاه بروان (Brown University) و یکی از محققین این مطالعه می گوید: "در گذشته عقیده بر این بود که «هر ماده ای که وارد اتمسفر زمین می شود دمای آن به حدی می رسد که منجر به نابودی آن ماده می گردد.» آنچه از مطالعات جدید استنباط می شود این است که احتمالاً می توانیم این مواد را دوباره تولید کنیم."

شولتز به همراه سیجی سوژیتا (Seiji Sugita) از دانشگاه توکیو به وسیله یک جسم پرتاب شونده سوزان از جنس نوعی پلاسیک پلی کربنات – که یک ماده آلی است – برخورد دنباله دارها و آستروئیدها را همانند سازی کردند. این جسم با سرعت 6 کیلومتر بر ثانیه به یک هدف فلزی برخورد داده شد. آزمایشات فوق در مرکز تحقیقات Ames ناسا واقع در Moffett Field کالیفرنیا انجام گرفت. این جسم درست مثل یک آستروئید یا دنباله داری که به سطح زمین برخورد می کند همراه با درخشش از نور تبخیر شد.

آنالیز طیف نور حاصله مقدار زیادی سیانید را نشان می دهد (سیانید ترکیبی است که در آن یک اتم کربن به یک اتم نیتروژن متصل شده ).  این سیانید، حاصل واکنش میان کربن موجود در جسم پرتاب شده و نیتروژن موجود در هواست.

بنابر گفته سوزیتا و شواتز ترکیبات سیاند بسیار فعال و واکنش پذیر هستند بنابراین واکنش های بیشتری را به دنبال داشته که منجر به تولید مولکولهای پیچیده تر کربن دار و مهم زیستی در اوایل شکل گیری زمین گردیده است.

از آنجایی که نیتروژن به عنوان ماده اولیه آمینواسیدها (یکی از ترکیبات مهم زیستی) است ، نیتروژن موجوددر ترکیبات سیانید دارای اهمیت ویژه ای می باشد. در ضمن در مواد آلی خام و اولیه آستروئیدها میزان این ماده بسیار اندک است.

تصویری خیالی از حیات فرازمینی

دونالد براونلی  از دانشگاه واشنگتون می گوید: "بدون شک برخی از مواد آلی اولیه زمین از این راه به وجود آمده اند." وی دراین مطالعه شرکت نداشته. لیکن اضافه می کند که احتمالاً منابع دیگری برای تولید مواد آلی وجود داشته باشد از جمله ذرات غنی از مواد آلی غبارهای کیهانی و ذرات بین ستاره ای که آرامتر از آستروئیدها و دنباله دارها به زمین می رسند. این مواد در حین ورود به زمین گرم می شوند اما به دماهای بسیار بالا که باعث نابودی آنها شود نمی رسند.

lcd

هر روز نمایشگرهای کریستال مایع یا LCD:Liquid Crystal Display را در اطراف خود می‌بینید. از تلفن همراهتان گرفته تا ساعت دیجیتالی یا نمایشگرهای تلویزیون و کامپیوتر.
نام کریستال مایع کمی نا آشنا و غیر معمول به نظر می‌رسد چون تصوری که از کریستال داریم ماده‌ای سخت و کاملاً جامد است. بیایید در این مورد بیشتر بدانیم و سپس به سراغ معرفی صفحه نمایش LCD برویم.

همه ما می‌دانیم که سه حالت ماده وجود دارد. جامد، مایع و گاز. مولکول‌های جامد در قید نیروی بین مولکولی هستند و به همین دلیل با نظم مشخصی جسمی معمولاً سخت را تشکیل می‌دهند. در مقابل مولکول‌های مایع از نیروی جاذبه مولکولی کمتری برخوردار هستند ولی باز هم این نیرو به اندازه‌ای است که آن‌ها را با هم متحد قرار دهد و مانند گاز آزادانه در محیط، به صورت بی‌نظم حرکت نکنند.

در این میان بعضی مواد حالتی بین مایع و جامد به خود می‌گیرند. به این معنی که هم مانند جامد در قید نیروی بین مولکولی هستند و هم مانند مایع به حالت سیال حرکت می‌کنند. کریستال مایع بیشتر به حالت مایع تمایل دارد تا جامد.

با این حال مقدار گرمایی که برای مایع کردن کریستال جامد نیاز است تقریباً زیاد است. به همین دلیل است که صفحه نمایش‌های LCD در دماهای مختلف رفتار غیر عادی از خود نشان می‌دهند.

با توجه به نوع کریستال، انواع مختلفی از کریستال مایع وجود دارد. نوعی از کریستال مایع که از آن در ساخت LCD استفاده می‌شود نسبت به عبور جریان رفتار‌های مختلفی از خود نشان می‌دهد. یکی از این رفتار عبور و گسیل نور از خود است.

کریستال‌های مایع را به دو دسته تقسیم می‌کنند. نوعی از آن گرما گرا هستند و به تغییرات گرمایی واکنش نشان می‌دهند. نوع دیگر به تغییرات شیمیایی واکنش نشان می‌دهند.

نوع اول را نیز از نظر ساختار مولکولی به دو نوع تقسیم می‌کنند. نوعی که در شکل گیری در محیط به حالت تصادفی شکل می‌گیرد و نوع دیگری که خود حالت مشخص و آرایش مخصوصی دارد.

شکل گیری نوع دوم بستگی به اثر یک عامل خارجی دارد. این عامل می‌تواند یک جریان الکتریکی باشد و یا یک قالب فیزیکی که کریستال تحت آن شکل گیرد. کریستال مایع معمولاً حالتی گره مانند به خود می‌گیرند ولی با عبور جریان رشته‌های آن‌ها از یکدیگر باز می‌شوند و به صورت منظم شکل می‌گیرند.

در ساخت LCD چهار موضوع کلی وجود دارد:

• اینکه نور می‌تواند قطبی شود
• کریستال مایع می‌تواند نور را تغییر و از خود عبور دهد
• ساختار کریستال مایع با عبور جریان تغییر می‌کند
• و اینکه موادی شفاف وجود دارند که جریان را از خود عبور می‌دهند

برای ساخت LCD ابتدا نیاز به دو شیشه قطبی شده (Polarized) نیاز داریم. روی طرفی از شیشه که قطبی نشده است ماده‌ای پلاستیکی کشیده می‌شود. این ماده باعث می‌شود تا شبکه‌هایی بر روی سطح شیشه ایجاد شود.

سپس بر روی این لایه پلاستیکی، لایه‌ای از کریستال مایع نیز کشیده می‌شود. شبکه‌های تشکیل شده از پلاستیک به کریستال مایع شکل و فرم می‌دهند. سپس صفحه‌های شیشه قطبی شده که با روکش‌های پلاستیکی و کریستالی آماده شده‌اند را در ردیف‌های عمودی و افقی در مقابل یکدیگر قرار می‌دهند.

با عبور نور از هر کدام از لایه‌ها، سرعت و زاویه لرزش آن تغییر می‌کند. در انتها اگر زاویه و جهت گیری نور با شبکه تشکیل شده از پلاستیک بر بروی صفحه انتهایی مطابق باشد، نور از آن عبور می‌کند.

همانطور که گفتیم با القای جریان به کریستال مایع شکل گره مانند آن باز می‌شود. در این حالت نور را در زاویه و جهت‌ گیری متفاوت با خطوط شبکه مانند لایه بیرونی قرار می‌دهد و نور را از خود عبور نمی‌دهد و آن قسمت از کریستال تاریک‌تر به نظر می‌رسد.

کریستال مایع به هیچ عنوان از خود نور گسیل نمی‌کند. به همین دلیل برای تشکیل تصویر به غیر از القای جریان، نیاز به منبع خارجی نور نیز داریم.

برای درک بهتر این مطلب به یک ساعت دیجیتالی نگاه کنید. قسمتی از صفحه که اعداد در آن نمایش داده نمی‌شوند روشن است. این نوع صفحه‌های LCD معمولاً دارای منبع نور خارجی نیستند و تنها نور محیط را بازتاب می‌دهند. سپس با القای جریان در کریستال مایع از انعکاس نور در قسمتی که می‌خواهیم آن را نمایش دهیم جلوگیری می‌کنیم و به جای ایجاد تصویر با روشن کردن، با خاموش کردن مناطقی از صفحه‌ای روشن تصاویر را نمایش می‌دهیم.

این نوع LCDها برای صفحه نمایش‌هایی مناسب هستند که تصاویری مشخص را همواره نشان می‌دهند. صفحه‌های 7 قسمتی یا 7Segment مثال مناسبی برای این نوع است.

در LCDهای رنگی از نوعی نور فلورسنت استفاده می‌شود و صفحه‌ای گسترده از این نوع لامپ نور را به طور مساوی می‌تاباند تا از متناسب بودن تصویر اطمینان حاصل شود.

LCDهای ماتریسی نیز نوع دیگری از نمایش‌گر‌های LCD‌ هستند. برای ساخت اینگونه LCDها از دو لایه شیشه‌ای به استفاده می‌شود.

به یکی از این شیشه‌ها ردیف و به دیگری یک سطرها متصل می‌شوند. هر سطر به یک مدار مجتمع متصل می‌شود و هر کدام از نوعی ماده شفاف رسانا ساخته شده است. به این ترتیب با فرستادن جریان به هر پیکسل، کریستال مایع از هم باز می‌شود و نور را عبور نمی‌دهد. این نوع LCD مشکلات بزرگی از جمله زمان طولانی برای پاسخ دارد.

صفحه نمایش‌هایی که تصاویر رنگی را نشان می‌دهند دارای سه زیر- پیکسل سبز و آبی و قرمز هستند. برای ساخت هر پیکسل یک مدار مجتمع و یک خازن نیاز است. برای یک لپ‌تاپ ساده که LCD آن 768×1024 پیکسل دارد 2359296 خازن و IC استفاده شده است. مشکلی که در این میان رخ می‌دهد این است که اگر تنها یکی از ترانزیستور‌ها و یا خازن‌ها به صورت دقیق کار نکنند قسمتی از صفحه از کار می‌افتد.

با فراگیر شدن استفاده از LCD‌ و بزرگتر ساختن و بیشتر کردن پیکسل‌ها، شانس داشتن ترانزیستور‌ها و خازن‌های معیوب بیشتر می‌شود و سازندگان هم اکنون به دنبال رفع اینگونه مشکلات و رسیدن به پیکسل‌های بیشتر و بالا بردن دقت و کیفیت نمایشگر‌ها LCD هستند.

ناپلئون

تصور کن اگر قرار بود هر کس به اندازه ی دانش خود حرف بزند چه سکوتی بر دنیا حاکم میشد … 

نیروی گرانش

گرانش (Gravity)

فهرست مقالات گرانش
مباحث علمی	مباحث کاربردی و تجربی
گرانش	تداخل سنج کوانتومی
گرانش علیه گرانش	تداخل سنج نوترونی
قوانین کپلر	جرم لختی
قانون جهانی گرانش	جرم گرانشی
ثابت جهانی گرانش	شتاب گرانش
اصل هم ارزی جرم	میدان گرانش
اثر گرانش	حرکت سیارات و ماهواره
گرانش در مکانیک کوانتومی	پتانسیل گرانش
انرژی پتانسیل گرانشی	پتانسیل سرعت
مرکز گرانش اجسام	معادلات میدان گرانش
قانون گاوس در گرانش	سرعت فرار
تقویت و تضیف گرانش	شتاب جاذبه زمین در میدان گرانش
نیروی گرانش	عدسی گرانشی
وزن ظاهری
مغناطیس گرانشی

از دیر باز دست کم از زمان یونانیان، همواره دو مسئله مورد توجه بود:

1.      تمایل اجسام به سقوط به طرف زمین هنگام رها شدن.

2.      حرکات سیارات ، از جمله خورشید و ماه که در آن زمان سیاره محسوب می‌شدند.
در گذشته این دو موضوع را جدا از هم می‌دانستند. یکی از دستاوردهای بزگ جناب آقای اسحاق نیوتن این بود که نتیجه گرفت: این دو موضوع در واقع امر واحدی هستند و از قوانین یکسانی پیروی می‌کنند. در سال 1665 ، پس از تعطیلی مدرسه بخاطر شیوع طاعون ، نیوتن که در آن زمان 23 سال داشت، از کمبریج به لینکلن شایر رفت. او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:

... در همان سال (1665) این فکر به نظرم آمد که نیروی لازم برای نگه داشتن ماه در مدارش و نیروی گرانش در سطح زمین با تقریب خوبی باهم مشابهند. وویلیام استوکلی ، یکی از دوستان جوان اسحاق نیوتن می‌نویسد، وقتی با اسحاق نیوتن زیر درختان سیب یک باغ مشغول صرف چای بوده است اسحاق نیوتن به او گفته که ایده گرانش در یک چنین جایی به ذهنش خطور کرده است. استوکس می‌نویسد:« او در حالی که نشسته و در فکر فرو رفته بود، سقوط یک سیب توجهش را جلب می‌کند و به مفهوم گرانش پی می‌برد. پس از آن به تدریج خاصیت گرانش را در مورد حرکت زمین و اجسام سماوی بکار می‌برد و ... .» البته باید گفت: اینکه سیب مذکور به سر اسحاق نیوتن خورده است یا خیر معلوم نیست!
اسحاق نیوتن تا سال 1678 ، یعنی تقریبا تا 22 سال پس از درک مفهوم اساسی گرانش نتایج محاسبات خود را بطور کامل منتشر نکرد. در این سال دستاوردهایش را در کتاب مشهور اصول که از آثار بزرگ اوست منتشر کرد. از دلایلی که باعث می‌شد او نتایج خود را انتشار ندهد، می‌توان به دو دلیل اشاره کرد: یکی شعاع زمین ، که برای انجام محاسبات لازم بود و اسحاق نیوتن آن را نمی‌دانست و دیگری ، اسحاق نیوتن بطور کلی از انتشار نتایج کار خود ابا داشت. زیرا مردی کمرو و درونگرا بود و از بحث و جدل نفرت داشت.
راسل در مورد او می‌گوید:« اگر او با مخالفتهایی که گالیله با آنها مواجه بود روبرو می‌شد، شاید هرگز حتی یک سطر هم منتشر نمی‌کرد. در واقع ، ادموند هالی (که ستاره دنباله‌دار هالی به نام اوست) باعث شد اسحاق نیوتن کتاب اصول را منتشر کند. اسحاق نیوتن در کتاب اصول از حد مسائل سیب - زمین فراتر می‌رود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعمیم می‌دهد.

گرانش را میتوان در سه قلمرو مطالعه کرد:

1.      جاذبه بین دو جسم مانند دو سنگ و یا هر دو شیئ دیگر. اگر جه نیروی بین اجسام به روشهای دقیق قابل اندازه گیری است، ولی بسیار ضعیفتر از آن است که ما با حواس معمولی خود آنرا درک کنیم.

2.      جاذبه زمین بر ما و اجسام اطراف ما که یک عامل تعیین کننده در زندگی ماست و فقط با اقدامات فوق العاده می‌توانیم از آن رهایی پیدا کنیم. مانند پرتاب سفینه‌های فضایی که باید از قید جاذبه زمین رها شوند.

3.      در مقیاس کیهانی یعنی در قلمرو منظومه شمسی و برهمکنش سیاره‌ها و ستاره‌ها ، گرانش نیروی غالب است.
اسحاق نیوتن توانست حرکت سیارات در منظومه شمسی و حرکت در حال سقوط در نزدیکی سطح زمین را با یک مفهوم بیان کند. به این ترتیب مکانیک زمینی و مکانیک سماوی را که قبلا از هم جدا بودند در یک نظریه واحد باهم بیان کند.

قانون گرانش جهانی

نیرویی که دو ذره به جرمهای m₁ و m₂ و به فاصله r ازهم به یکدیگر وارد می‌کنند، نیروی جاذبه‌ای است که در امتداد خط واصل دو ذره اثر می‌کند و بزرگی آن برابر است با:

F = Gm₁m₂/r²

G یک ثابت جهانی است و مقدار آن برای تمام زوج ذرات یکسان است. این قانون گرانش جهانی اسحاق نیوتن است. برای اینکه این قانون را خوب درک کنیم بعضی خصوصیات آن را یادآور می‌شویم:

·         نیروهای گرانش میان دو ذره ، زوج نیروهای کنش - واکنش (عمل و عکس العمل) هستند. ذره اول نیرویی به ذره دوم وارد می‌کند که جهت آن به طرف ذره اول (جاذبه) و در امتداد خطی است که دو ذره را به هم وصل می‌کند. به همین ترتیب ذره دوم نیز نیرویی به ذره اول وارد می‌کند که جهت آن به طرف ذره دوم (جاذبه) و در متداد خط واصل دو ذره است. بزرگی این نیروها مساوی ولی جهت آنها خلاف یکدیگر است.

·         ثابت جهانی G را نباید با g که شتاب ناشی از جاذبه گرانشی زمین روی یک جسم است اشتباه کرد. ثابت G دارای بعد L³/MT² و یک کمیت نرده‌ای است (عددثابتی است)، در حالی که g با بعد LT^-2 یک کمیت برداری است ، که نه جهانی است و نه ثابت (در نقاط مختلف زمین بسته به فاصله تا مرکز زمین تغییر می‌کند).
با انجام آزمایشات دقیق می‌توان مقدار G را بدست آورد. این کار را برای اولین بار لرد کاوندیش در سال 1798 انجام داد. در حال حاضر مقدار پذیرفته شده برای G برابر است با:

G = 6.67×10^-11

نیروی گرانش بزرگی که زمین به تمام اجسام نزدیک به سطحش وارد می‌کند، ناشی از جرم فوق العاده زیاد آن است. در واقع جرم زمین را می‌توان با استفاده از قانون گرانش جهانی اسحاق نیوتن و مقدار محاسبه شده G در آزمایش کاوندیش تعیین کرد. به همین دلیل کاوندیش را نخستین کسی می‌دانند که زمین را وزن کرده است! جرم زمین را M_e و جرم جسمی واقع بر سطح آنرا m می‌گیریم. داریم:

F = GmM_e/R_e² & F = mg

mg = GmM_e / R_e² → M_e = g R_e²/G

که R_e شعاع زمین یا همان فاصله دو جسم از یکدیگر است. زیرا جرم زمین را در مرکز آن فرض می‌کنیم.

گرانش و لختی

نیروی گرانش وارد بر هر جسم ، همانطور که در معادله F = Gm₁m₂/r² مشخص است با جرم متناسب است. به دلیل وجود این تناسب میان نیروی گرانش و جرم است که ما معمولا نظریه گرانش را شاخه‌ای از مکانیک می‌دانیم، در حالی که نظریه مربوط به دیگر نیروها (الکترومغناطیسی ، هسته‌ای و ... )را جداگانه بررسی می‌کنیم. یک نتیجه مهم این تناسب آن است که ما می‌توانیم جرم را با اندازه گیری نیروی گرانشی وارد بر آن (وزن آن) تعیین کنیم. برای اینکار از یک نیرو سنج استفاده می‌کنیم، یا نیروی گرانشی وارد بر یک جرم را با نیروی گرانشی وارد بر جرم استاندارد (مثلا وزنه یک کیلو گرمی) ، به کمک ترازو مقایسه می‌کنیم. به عبارت دیگر برای تعیین جرم جسمی ، آنرا وزن می‌کنیم.
اگر بخواهیم جسم ساکنی را روی یک سطح افقی بدون اصطکاک به جلو برانیم ، متوجه می‌شویم که برای حرکت دادن آن نیرو لازم است، زیرا جسم لخت است و می‌خواهد در حال سکون باقی بماند. یا اگر در حال حرکت است، می‌کوشد این حالت را حفظ کند، در این حالت گرانش وجود ندارد. در فضا(دور از زمین) نیز همین نیرو برای شتاب دادن به یک جسم لازم است. این جرم است که ایجاب می‌کند که برای تغییر دادن حرکت جسم ، نیرو بکار رود. همین جرم است که در دینامیک در رابطه F= ma ظاهر می‌شود.
اما وضع دیگری نیز وجود دارد که در آن هم جرم جسم ظاهر می‌شود.
به عنوان مثال برای نگه داشتن جسمی در ارتفاعی بالا تر از سطح زمین ، نیرو لازم است. اگر ما جسم را نگه نداریم با حرکت شتابدار به زمین سقوط می‌کند. نیروی لازم برای نگه داشتن جسم در هوا از نظر بزرگی با نیروی جاذبه گرانشی میان جسم و زمین برابر است. در اینجا لختی هیچ نقشی ندارد، بلکه خاصیت جذب شدن اجسام توسط اجسام دیگری چون زمین مهم است.
تغییرات شتاب گرانشی (g) همانطور که گفتیم g ثابت نیست و از نقطه‌ای به نقطه دیگر زمین ، بسته به فاصله آن نقطه از مرکز زمین تغییر می‌کند(در نقاط نزدیک سطح زمین می‌توان آنرا ثابت فرض کرد که شما هم در حل مسائل همین کار را انجام می‌دهید و آن را 9.8 یا 10 متر بر مجذور ثانیه فرض می‌کنید).
اما موضوع دیگری بجز فاصله تا مرکز زمین ، نیز وجود داردکه بر g تأثیر می‌گذارد و آن دوران زمین است. اگر جسمی در استوا به یک نیرو سنج آویخته شده باشد، نیروهای وارد بر جسم عبارتنداز: کشش رو به بالای نیروسنج ، w ،که همان وزن ظاهری جسم است و کشش رو به پایین جاذبه گرانشی زمین که با رابطه: F = GmM_e/r² بیان می‌شود. این جسم در حال تعادل نیست زیرا ضمن دوران با زمین تحت تأثیر شتاب جانب مرکز a_R قرار دارد. بنا براین باید نیروی جانب مرکز برآیندی به طرف مرکز زمین به جسم وارد شود. در نتیجه F ، نیروی جاذبه گرانشی (وزن واقعی جسم) باید از w ، نیروی کشش رو به بالای نیروسنج (وزن ظاهری جسم) بیشتر باشد. بنابراین: (دراستوا)

GM_em/R_e² - mg = ma_R --------> آنگاه F - w = ma_R بنابراین: F = ma (نیروی برآیند)

پس: g = GM_e/R_e² - a_R

از آنجایی که: a_R = Reω² = R_e(2π/T)² = 4π²R_e/T² که در آن ω سرعت زاویه‌ای دوران زمین ،T دوره تناوب و R_e شعاع زمین است. در قطبها از آنجایی که شعاع دوران صفر است بنابراین: 0 = a_R است، پس داریم:

g = GM_e/R_e²

که همان نتیجه قبلی است.

میدان گرانش

یک حقیقت اساسی درباره گرانش این است که دو جرم بر یکدیگر نیرو وارد می‌کنند. اگر بخواهیم می‌توانیم این موضوع را بصورت تأثیر کنش مستقیم میان دو ذره در نظر بگیریم. این دیدگاه را کنش از راه دور می‌نامند. یعنی ذرات از راه دور و بدون اینکه باهم تماس داشته باشند روی هم اثر می‌گذارند. دیدگاه دیگر استفاده از مفهوم میدان است، که بنا به آن یک ذره جرم دار فضای اطرافش را طوری تغییر می‌دهد که در آن میدان گرانشی ایجاد می‌کند. این میدان بر هر ذره جرم داری که در آن قرار گیرد یک نیروی جاذبه گرانشی وارد می‌کند. بنابراین در تصور ما از نیروهای میان ذرات جرم دار ، میدان نقش واسطه ایفا می‌کند.
در مثال جرم زمین ، اگر جسمی را در مجاورت زمین قرار دهیم، نیرویی بر آن وارد می‌شود،این نیرو در هر نقطه از فضای اطراف زمین دارای جهت و بزرگی مشخصی است. جهت این نیرو که در راستای شعاع زمین است ، به طرف مرکز زمین و بزرگی آن برابر mg. بنابراین در هر نقطه در نزدیکی زمین می‌توان یک بردار g وابسته کرد. بردار g شتابی است که جسم رها شده در هر نقطه بدست می‌آورد و آنرا شدت میدان گرانش در آن نقطه می‌نامند. چون g = F/m شدت میدان گرانش در هر نقطه را می‌توان بصورت نیروی گرانشی وارد بر یکای جرم در آن نقطه تعریف کنیم.

وزن و جرم

وزن جسمی روی زمین 10 اسحاق نیوتن است. اگر این جسم را به فضا برده و بخواهیم به آن شتاب یک متر بر مجذور ثانیه بدهیم، چند اسحاق نیوتن نیرو باید وارد کنیم؟

1.      یک؟

2.      ده؟

3.      صفر؟

4.      در فضا نمی‌توان به جسمی شتاب داد!
وزن هر جسم عبارت است از نیروی جاذبه‌ای که زمین به آن وارد می‌کند. وزن چون از نوع نیروست ، کمیتی است برداری. جهت این بردار همان جهت نیروی گرانشی ، یعنی به طرف مرکز زمین است . بزرگی وزن بر حسب یکای نیرو یعنی اسحاق نیوتن بیان می‌شود. وقتی جسمی به جرم m آزادانه در خلا سقوط می‌کند، شتاب آن برابر شتاب گرانش «g» و نیروی وارد بر آن «w» برابر وزن خودش است. اگر از قانون دوم نیوتن (F = ma) ، برای جسمی که آزادانه سقوط می‌کند استفاده کنیم خواهیم داشت: w = mg. که w و g بردارهایی هستند که جهتشان متوجه مرکز زمین است. برای اینکه از سقوط جسمی جلو گیری کنیم باید نیرویی که بزرگی آن برابر بزرگی w و جهت آن به طرف بالاست به آن وارد کنیم ، به گونه‌ای که برآیند نیروهای وارد بر جسم صفر شود. وقتی جسمی از فنری آویزان است و به حال تعادل قرار دارد، کشش فنر این نیرو را تأمین می‌کند.
گفتیم وزن هر جسم ، یعنی نیرویی که زمین به طرف پایین بر جسم وارد می‌کند، یک کمیت برداری است، جرم جسم یک کمیت نرده ای است. رابطه میان وزن وجرم بصورت w = mg است.چون g از یک نقطه زمین به نقطه دیگر آن تغییر می‌کند، w یعنی وزن جسمی به جرم m در مکانهای مختلف متفاوت است. بنابراین یک کیلو گرم جرم در محلی که g برابر 9.8 متر بر مجذور ثانیه است، 9.8 اسحاق نیوتن ( 9.8 = 9.8×1= w )و درمحلی که g برابر 9.78 متر بر مجذور ثانیه است، 9.78 اسحاق نیوتن وزن دارد. در نتیجه بر خلاف جرم که خاصیت ذاتی جسم است (و همیشه ثابت)،وزن یک جسم به محل آن نسبت به مرکز زمین بستگی دارد.در نقاط مختلف روی زمین ترازوهای فنری (نیرو سنجها) ، مقادیر متفاوت و ترازوهای شاهین دار ، مقادیر یکسانی را نشان می‌دهند (زیرا نیرو سنج وزن را نشان می‌دهد، ولی ترازوی شاهین دار جرم را).
در نواحی از فضا که نیروی گرانش (نیرویی که از طرف زمین بر اجسام وارد می‌شود) وجود ندارد، وزن یک جسم صفر است. در حالی که اثرهای لختی و در نتیجه جرم جسم نسبت به مقدار آن در روی زمین بدون تغییر می‌ماند. در یک سفینه فضایی بلند کردن یک قطعه سربی بزرگ کار ساده‌ای است (w = 0 )، ولی اگر فضا نورد به این قطعه لگد بزند همچنان به پایش ضربه وارد می‌شود (زیرا m مخالف صفر است). برای شتاب دادن به یک جسم در فضا ،همان اندازه نیرو لازم است که برای شتاب دادن آن در امتداد یک سطح افقی بدون اصطکاک در روی زمین ، زیرا جرم جسم همه جا یکسان است. اما برای نگه داشتن یک جسم در سطح زمین ، نیروی بسیار بیشتری از نیروی لازم برای نگه داشتن آن در فضا مورد نیاز است، زیرا در فضا وزن صفر است ولی در روی زمین چنین نیست.