O que é um modelo científico?
Quando você pensa na palavra ‘modelo’, o que vem à mente? Talvez seja uma pessoa alta e magra usando roupas de grife em um desfile de moda. Então, o que é um modelo científico? Um homem ou mulher alto e magro modelando um jaleco e óculos de proteção? Infelizmente, um modelo científico é um pouco mais abstrato.
Um modelo científico é a representação de um determinado fenômeno no mundo usando outra coisa para representá-lo, tornando-o mais fácil de entender. Um modelo científico pode ser um diagrama ou imagem, um modelo físico como um kit de maquete de aeronave que você recebeu quando era jovem, um programa de computador ou um conjunto de matemática complexa que descreve uma situação. Seja o que for, o objetivo é tornar mais fácil de entender o que você está modelando. Quando fazemos isso, podemos usá-lo para prever o que acontecerá no futuro. Por exemplo, prever o que acontecerá conforme nossas mudanças climáticas seriam fáceis se pudéssemos fazer um modelo totalmente preciso da atmosfera.
Vamos falar sobre os vários tipos de modelos científicos e discutir como os cientistas os adaptam e mudam ao longo do tempo.
Modelos Visuais
Modelos visuais são coisas como fluxogramas, imagens e diagramas que nos ajudam a educar uns aos outros. Eles são aqueles com os quais os não cientistas têm mais experiência. Em um escritório, você pode criar um fluxograma que descreva o trabalho que você faz. Talvez os pedidos cheguem por telefone e essas informações sejam transferidas tanto para o depósito quanto para o departamento de filiação. Se você incluir todas as entradas e saídas, esse fluxograma é um exemplo de modelo visual.
Na ciência, os modelos visuais costumam ser úteis como ferramentas educacionais, digamos em uma sala de aula ou de um cientista para um colega. Por exemplo, um modelo visual pode mostrar os principais processos que afetam a composição da atmosfera. Não importa o quão inteligente e educado você seja, os diagramas são extremamente úteis para explicar como o mundo funciona. Eles podem descrever conceitos abstratos e mostrar coisas que seriam muito pequenas ou muito gigantescas para ver com nossos próprios olhos.
Modelos Matemáticos / Computacionais
Modelos científicos geralmente são modelos matemáticos , nos quais você usa a matemática para descrever um fenômeno específico. Por exemplo, você pode notar que a força da gravidade em um objeto é igual à sua massa multiplicada pela força do campo gravitacional. Quando você junta todas as suas equações de gravidade, obtém um modelo geral de gravidade que foi criado por Newton.
Mas os humanos têm seus limites. Essas equações matemáticas que Newton criou podem ser bastante confusas. Tudo bem quando você está aprendendo sobre situações simples em um laboratório de ciências, mas e quanto ao mundo real? Usar as leis de Newton para explicar o fluxo de um rio sobre a terra é mais difícil do que você pode imaginar.
Você precisaria considerar os tipos de rocha e solo, seu atrito e salinidade e como a água flui ao redor das plantas e várias formas aleatórias de rocha. Certamente não é fácil, então para explicá-lo totalmente você pode usar modelos de computador , que são capazes de cálculos e animações complexos. Inserir tudo o que sabemos sobre gravidade e forças em computadores permite que ele descubra o que vai acontecer muito mais rapidamente do que qualquer ser humano poderia.
Modelos matemáticos e computacionais são usados para prever todos os tipos de coisas. Por exemplo, como a mudança climática pode progredir, ou o que pode acontecer se um asteróide atingir a Terra. Eles também são usados para simular acidentes de carro ou para modelar fogo e fumaça para estudos de segurança ou mesmo filmes de Hollywood.
Revisando modelos
Um modelo é por definição imperfeito. Ele apenas representa algo no mundo de uma forma que nos permite fazer previsões. Mas o mundo real às vezes nos mostra que temos mais a aprender. Os modelos científicos estão constantemente sendo alterados ou atualizados quando obtemos novos dados. Se encontrarmos dados que não se encaixam em nossos modelos anteriores, alguém precisa descobrir o que deu errado e fazer melhorias.
Às vezes, porém, o modelo antigo não está errado, simplesmente não é completo. Por exemplo, quando Albert Einstein propôs suas teorias da relatividade, essas foram substituições mais precisas para as leis do movimento e da gravidade de Newton. Isso significa que Newton estava errado? Bem, na verdade não. As leis de Newton fazem um trabalho fantástico ao prever o comportamento dos objetos em movimento e prever as forças da gravidade. O problema é que eles só funcionam quando os objetos se movem de forma relativamente lenta e não explicam por que ou como a gravidade funciona.
Einstein expandiu essas teorias, criando seu próprio modelo de movimento e gravidade que não só funcionava como as leis de Newton para objetos que se moviam lentamente, mas também funcionava para objetos que se aproximavam da velocidade da luz. O modelo antigo não estava errado, apenas funcionava em certas circunstâncias.
Ciência significa melhorar nosso conhecimento do mundo, e isso é um processo gradual. Isso acontece com muitos começos falsos e simplificações. Este é um dos pontos fortes da ciência: permite-nos aprender mais a cada dia e melhorar nossa compreensão do mundo gradualmente ao longo do tempo.
Resumo da lição
Um modelo científico é aquele em que os cientistas representam algo no mundo real de uma forma que torna mais fácil de entender ou fazer previsões. Isso pode ser simples, como um diagrama, modelo físico ou imagem, ou complexo, como um conjunto de equações de cálculo ou programa de computador.
Os principais tipos de modelo científico são modelos visuais, matemáticos e computacionais. Modelos visuais são coisas como fluxogramas, imagens e diagramas que nos ajudam a educar uns aos outros. Os modelos matemáticos envolvem equações científicas que aproximam e explicam como o mundo funciona, permitindo-nos fazer cálculos e previsões. Os modelos de computador podem fazer cálculos difíceis que levariam muito tempo para os humanos. Usamos computadores para prever como as coisas podem se comportar no mundo e nos ajudar a encontrar respostas para nossas perguntas científicas.
Os três principais tipos de modelos científicos
Visual | Matemático | Computador |
---|---|---|
* Frequentemente usado como ferramentas educacionais * Inclui diagramas, imagens e gráficos |
* Quando a matemática é usada para descrever um fenômeno particular * Use cálculos para fazer previsões |
* Capaz de cálculos complexos e animações * Pode ser usado para criar simulações de eventos com base em matemática e dados |
Resultados de Aprendizagem
Ao final da lição, você deve se sentir confiante para fazer o seguinte:
- Lembre-se do propósito de um modelo científico
- Nomeie e descreva os três tipos de modelos científicos