Flashcards: Mètode científic i disseny experimental

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què és una hipòtesi en un experiment?

   Una resposta provisional a una pregunta, plantejada abans d'experimentar, que es pot posar a prova amb mesures: les dades la confirmen o la descarten.

2. 2. Què és la variable independent?

   La que tu canvies a propòsit per veure quin efecte té, com la longitud del pèndol o la massa que penges d'una molla. És la «causa» que vols provar.

3. 3. I la variable dependent, quina és?

   La que mesures per veure com respon, com el període del pèndol o l'allargament de la molla. És l'«efecte» i depèn de la variable independent.

4. 4. Què són les variables controlades i per què calen?

   Les magnituds que mantens iguals a totes les mesures. Si no les controles, no sabries si el canvi observat és per la variable independent o per una altra cosa.

5. 5. Truc: en la frase «la longitud afecta el període», quina variable és cada magnitud?

   La longitud és la variable independent (la canvies tu) i el període és la dependent (el mesures). L'error típic és posar-les a l'inrevés.

6. 6. Error típic: canviar dues variables alhora. Per què invalida l'experiment?

   Si el resultat canvia, no saps a quina de les dues atribuir-ho; si no canvia, els dos efectes es podrien haver compensat. Canvia'n només una i deixa la resta fixa.

7. 7. Què és la mesura de referència (el «control») d'un experiment?

   La situació amb què compares: mesures amb un valor de la variable i tornes a mesurar amb un altre sense tocar res més. Si el resultat no canvia, aquella variable no hi influeix.

8. 8. Què és una rèplica i per què es fa?

   Repetir la mateixa mesura diverses vegades i fer-ne la mitjana. Així un error ocasional de cronòmetre o de reflexos pesa menys en el resultat.

9. 9. Per què es cronometren 10 oscil·lacions d'un pèndol i es divideix per 10?

   L'error de posar en marxa i aturar el cronòmetre es reparteix entre les 10 oscil·lacions: pesa deu vegades menys que si en cronometres una de sola.

10. 10. Com es calcula la mitjana d'unes rèpliques?

    Sumes totes les mesures i divideixes la suma pel nombre de mesures. Resumeix les rèpliques en un sol valor més fiable.

11. 11. Què fas amb una mesura anòmala?

    Si queda molt lluny de la resta, segurament és un error: la descartes, anotes per què l'has descartada (no es fa en silenci) i fas la mitjana amb les altres.

12. 12. Quan es consideren iguals dues mesures?

    Quan es diferencien menys que l'error de mesura. Per exemple, $2{,}00\ \mathrm{s}$ i $2{,}01\ \mathrm{s}$ amb un error de $\pm 0{,}02\ \mathrm{s}$ són la mateixa mesura.

13. 13. Com es comprova una fórmula a partir de dades de laboratori?

    Substitueixes les dades a la fórmula teòrica i mires si quadra. Per exemple, del pèndol aïlles $g = 4\pi^2 L/T^2$ i comproves que dona uns $9{,}8\ \mathrm{m/s^2}$.

14. 14. Fórmula del període d'un pèndol simple i de què depèn?

    $T = 2\pi\sqrt{L/g}$, per a oscil·lacions petites. Augmenta amb la longitud $L$ i no depèn de la massa. Si quadrupliques la longitud, el període es dobla.

15. 15. Quines dades d'una molla sostenen la llei de Hooke?

    Que l'allargament sigui proporcional a la massa penjada (el doble de massa, el doble d'allargament). Aleshores $k = F/\Delta x$ surt igual amb tots els punts.

16. 16. Què és una correlació?

    Una relació entre dues magnituds que canvien juntes. Per si sola no vol dir que una sigui la causa de l'altra.

17. 17. Per què correlació no vol dir causa?

    Pot haver-hi una tercera variable amagada que mogui les dues: la calor dilata un pont i alhora fa vendre més gelats. Per afirmar una causa cal un experiment amb la resta de variables controlades.

18. 18. Error típic: treure conclusions més enllà de les dades. Què és el correcte?

    Les dades només sostenen el que s'ha mesurat. Si has provat longituds fins a $1\ \mathrm{m}$, no pots afirmar res de longituds molt més grans ni d'altres condicions.

19. 19. Què has de mirar per millorar un disseny experimental fluix?

    Si s'ha mesurat una sola vegada, si hi ha un sol valor de la variable independent o si queden variables sense controlar. Proposa rèpliques, més valors i controlar la resta.