Cientistas fazem perguntas
Você já saiu para uma caminhada em um belo dia e se deparou com um par de pássaros cantando um para o outro? Você se perguntou o que eles estavam dizendo? Talvez você tenha ido pescar com alguns amigos e ficou curioso para saber por que certas iscas funcionam melhor do que outras. Ou talvez você esteja se perguntando por que, ao derramar um copo d’água, você tem muito pouco tempo para evitar que ele se espalhe por todo o lugar, mas se você derrubar um pote de manteiga de amendoim, pode facilmente reconfigurá-lo sem perder uma gota .
Fazer perguntas como essa sobre nosso mundo natural é a marca de um bom cientista. Os cientistas estão constantemente indagando sobre por que as coisas são como são, como funcionam e como coisas diferentes afetam umas às outras. Eles são incrivelmente curiosos sobre as complexidades do ambiente, fazendo todo tipo de perguntas sobre por que, como, quando, onde e quem.
A melhor maneira de responder a essas perguntas é com testes chamados experimentos . Esses são procedimentos passo a passo usados para validar hipóteses. Os experimentos geralmente fornecem evidências que apóiam ou refutam tais hipóteses, mas às vezes são inconclusivos e devem ser realizados novamente.
Por esse motivo, bons experimentos são projetados de modo que possam ser repetidos. Isso significa que se você, ou outra pessoa, quiser executar sua experiência novamente, você poderá fazê-lo. Isso é importante porque nem sempre encontramos respostas para nossas perguntas na primeira vez, e ser capaz de refazer o mesmo experimento permite a possibilidade de reunir mais evidências.
Tipos de Variáveis
Um componente importante dos experimentos são as diferentes variáveis envolvidas. Uma variável é qualquer parâmetro do experimento que pode ser alterado. Pode ser um parâmetro como temperatura, peso ou altura, ou pode ser mais complexo, como expectativa de vida ou taxa de crescimento. Dependendo de como você configura seu experimento, você usará diferentes tipos de variáveis. Existem três tipos básicos para se familiarizar.
O primeiro tipo é a variável independente . Esta é a variável que é manipulada durante um experimento. Por exemplo, ao experimentar como o fertilizante afeta o crescimento da planta, o fertilizante é a variável independente porque esta é a variável que você altera. Pode ajudar pensar na variável independente como a causa da mudança no experimento.
Em contraste com isso, a variável dependente é a variável que é afetada durante um experimento. Em nosso experimento, nossa variável dependente seria o crescimento da planta, pois isso é afetado pela quantidade de fertilizante aplicado. Se você pensar na variável independente como a causa, a variável dependente é o efeito.
Se a variável independente não for o único fator que pode afetar a variável dependente, você terá que tornar esse fator uma variável de controle . Esta é uma variável controlada durante e entre os experimentos. Em nosso experimento com fertilizantes, controlaríamos a quantidade de luz solar recebida por cada planta. Variáveis de controle são muito importantes porque permitem que um cientista saiba que o experimento está apenas testando o que ele deseja testar. Dependendo da complexidade, alguns experimentos terão muitas variáveis de controle, enquanto outros não terão nenhuma.
Você pode ver como cada tipo de variável recebe seu nome? A variável dependente é dependente da variável independente e a variável independente é independente das outras. As variáveis de controle são controladas para garantir que a variável independente seja o único fator que causa uma mudança na variável dependente. O crescimento da planta é provavelmente afetado pelo fertilizante (tornando-o dependente), mas a aplicação de fertilizante não é afetada pelo crescimento da planta (tornando-a independente). A quantidade de luz solar pode afetar a taxa de crescimento, por isso é controlada para permanecer a mesma em cada experimento.
Exemplos Experimentais
Vejamos alguns experimentos diferentes para ter uma ideia melhor de como essas variáveis funcionam. Digamos, por exemplo, que você queira se aprofundar na pergunta que você fez anteriormente sobre a pesca. O experimento que você executa depende inteiramente da pergunta que você faz.
Para começar, você pode perguntar: ‘Qual é a melhor hora do dia para pescar?’ Com base em experiências anteriores, você supõe que os peixes são mais ativos pela manhã; portanto, esta é a melhor hora do dia para pescar. Em seu experimento, a hora do dia é a variável independente porque é isso que você altera no experimento. Depende disso o número de peixes que você captura, então esta seria sua variável dependente.
Para este experimento, você precisará controlar muitos fatores, portanto, terá várias variáveis de controle diferentes. Primeiro, você precisa ter certeza de usar o mesmo equipamento para pescar todas as vezes. Se você usasse iscas diferentes a cada vez que saísse, não teria ideia se o número de peixes que pescou estava relacionado à hora do dia ou à isca que usou porque as duas variáveis mudaram. Isso torna o equipamento de pesca uma variável de controle.
Você também precisa ter certeza de que seu experimento ocorre sempre no mesmo local. Se você for pescar no riacho A durante a manhã e no riacho B durante a tarde, não poderá comparar sua captura com as duas porque pode haver números diferentes de peixes em cada local. Você controla a diferença entre os locais pescando no mesmo local todas as vezes.
Ok, então você executa seu experimento e descobre que a manhã é de fato a melhor hora do dia para pescar. Mas agora sua pergunta é ‘Onde é o melhor lugar para pescar?’ Para executar um experimento para esta questão, você precisaria manter a hora do dia constante (tornando-a uma variável de controle) enquanto altera a localização de onde você vai pescar todas as manhãs (tornando-a a variável independente).
As montadoras realizam testes de colisão em seus carros para determinar como os carros e as pessoas lá dentro serão afetados em um acidente. Cada vez que realizam um teste de colisão, estão realizando experimentos com variáveis diferentes. Por exemplo, a montadora pode querer ver como um determinado carro é danificado durante colisões frontais em velocidades diferentes.
Nesse caso, tudo seria mantido constante, exceto a velocidade com que o carro se chocaria contra a parede. Eles usam o mesmo modelo de carro todas as vezes e se certificam de que cada carro pesa a mesma quantidade (ambos são variáveis de controle). Dessa forma, eles podem isolar como a velocidade (a variável independente) altera a quantidade de danos que o carro incorre (a variável dependente).
Como não existem duas pessoas fisicamente iguais, a montadora também pode decidir ver como um acidente afetaria motoristas de tamanhos diferentes. Para este experimento, eles manteriam a velocidade constante, tornando-a uma variável de controle desta vez. O que muda é o tamanho do manequim do teste de colisão no banco do motorista. Como o tamanho da dummy é manipulado, isso a torna a variável independente. E, em vez do dano causado ao carro, o experimento agora testa o dano causado ao manequim, tornando-o a nova variável dependente.
Resumo da lição
Os cientistas amam o que fazem porque fazem perguntas e depois tentam encontrar as respostas. Uma vez formulada uma questão testável, os cientistas conduzirão experimentos para validar as hipóteses passo a passo.
Uma boa experiência será repetível e também terá diferentes tipos de variáveis. A variável independente é a variável que é manipulada durante um experimento e recebe esse nome porque é independente de outros fatores. É a causa do experimento que altera a variável dependente , que é a variável que é afetada durante um experimento. Uma variável de controle é uma variável que é controlada durante e entre os experimentos e é usada para garantir que a variável dependente não seja afetada por nada além da variável independente.
O experimento que você executa depende inteiramente da pergunta que você está fazendo, e suas variáveis podem mudar com base no projeto experimental. Se você quiser saber onde pescar mais peixes, a localização é a única variável que deve ser manipulada no experimento para ajudá-lo a encontrar uma resposta. No entanto, se você quiser saber quando encontrar mais peixes, mudou a pergunta e o experimento, de modo que a hora do dia se torna a variável que você manipula.
Resultados de Aprendizagem
Assim que a lição terminar, você será capaz de:
- Explique o propósito de um experimento
- Definir e identificar as variáveis independentes, dependentes e de controle em um experimento
- Formule um experimento usando essas três variáveis