Como realizar um experimento científico

2 partes:

A experimentação é o método pelo qual os cientistas estudam os fenômenos naturais, na esperança de obter novos conhecimentos. Boa seguir uma experimentos lógicos para isolar e variáveis ​​de teste definidos com precisão e especificamente projetar. Ao aprender os princípios básicos do projeto experimental, então você pode aplicá-los aos seus próprios experimentos. Independentemente do alcance, todas as experiências de qualidade operam de acordo com os princípios da lógica e do método científico dedutiva, a partir do impulsionado relógio batatas ciência quinta série justa através da investigação de ponta relacionadas com o bóson de Higgs.

parte 1Desenvolver uma experiência cientificamente válida

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Escolha um tópico específico. Os experimentos cujos resultados levam a mudanças radicais no paradigma científico são muito, muito raro. A grande maioria das pequenas e experiências responder a perguntas específicas. O conhecimento científico é construído a partir de acumulação de inúmeras experiências de dados. Escolha um tema ou questão não respondida com uma pequena e verificável alcance.

• Por exemplo, se você quer fazer uma experiência com fertilizantes agrícolas, não tente responder à pergunta, "Que tipo de fertilizante é melhor para o cultivo de plantas?" Há muitos tipos diferentes de fertilizantes e plantas do mundo, por isso uma experiência não será capaz de tirar conclusões universais sobre ele. A pergunta mais apropriada para projetar um experimento que seria "Que concentração de nitrogênio no adubo produz maiores colheitas de milho?".
• conhecimento científico moderno é muito, muito amplo. Se você estiver indo para fazer uma pesquisa científica séria, investiga sobre o tema em profundidade, mesmo antes de começar a planear a sua experiência. Existem experiências passadas que responderam à pergunta que você quer estudar com a sua experiência? Se assim for, há uma maneira de definir o tema para abordar questões que ainda não foram respondidas pela pesquisa existente?

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Isola suas variáveis. Experimentos científicos de teste de qualidade específico e parâmetros mensuráveis ​​chamados variáveis. De um modo geral, um cientista realiza um experimento para uma gama de valores da variável a ser estudada. Uma questão importante quando uma experiência é realizada é definida unicamente as variáveis ​​específicas que estão estudando (e não as outras variáveis).

• Por exemplo, no nosso caso dos fertilizantes, o nosso científica cultivar várias culturas de milho no solo com fertilizantes de azoto, cuja concentração é diferente. Ele deve dar a cada colheita de milho exatamente a mesma quantidade do fertilizante. Em seguida, você deve garantir que a composição química de fertilizantes usados ​​não difere em nada, exceto por sua concentração de nitrogénio. Por exemplo, você não deve usar um fertilizante com uma concentração de magnésio maior do que o resto. Além disso, ele deve crescer exactamente a mesma quantidade e espécie de milho, ao mesmo tempo e no mesmo tipo de solo de cada vez que repetir a experiência.

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Construir uma hipótese. Uma hipótese é basicamente um resultado de previsão do experimento. não deve ser um palpite cego, boa hipótese deve ser apoiada por pesquisas que você fez ao escolher o tema do experimento. Sua hipótese com base nos resultados de experimentos similares por colegas ou, se você está enfrentando um problema que não tem sido profundamente estudada, Basala na combinação de pesquisa e observação você pode fazer literatura. Lembre-se que, apesar de sua pesquisa é a melhor, mas a sua hipótese pode estar incorreta. Se isso acontecer, você não terá perdido o seu tempo, como você expandir o seu conhecimento para provar sua previsão era incorreto.

• Normalmente, uma hipótese é expressa como uma frase declarativa quantitativa. Uma hipótese também leva em conta as maneiras pelas quais os parâmetros experimentais serão medidos. Um bom fertilizante hipótese para o nosso exemplo é: "culturas de milho suplementada com 450 gramas (uma libra) de azoto por 25 quilogramas (alqueire) irá resultar em uma massa maior desempenho do que as culturas de milho equivalentes cultivadas com diferentes suplementos de azoto".

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Planeie a sua recolha de dados. Você deve saber com antecedência quando você vai coletar os dados e que tipo dados que você irá recolher. Estes dados medidos em um horário definido, ou, em outros casos, a intervalos regulares. Na nossa experiência fertilizante, por exemplo, o peso do milho (em kg) após o estabelecimento de um período de crescimento é medida. Ele compara isso com o teor de azoto do adubo com que tratou cada cultura. Para outras experiências (tais como os que medem a alteração numa variável ao longo do tempo), é necessário recolher dados em intervalos regulares.

• Faça uma tabela de dados antes de começar é uma ótima idéia. Com esta tabela você só tem que colocar seus valores de dados como a Documenta.
• Aprenda a diferenciar as variáveis ​​dependentes independente. Uma variável independente é aquele que a mudança afeta uma variável dependente. No nosso exemplo, o "teor de azoto" É uma variável independente e ele "rendimento (em quilogramas)" é a variável dependente. A tabela básica terá colunas para ambas as variáveis ​​como eles mudam ao longo do tempo.

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Realizar o seu experimento metodicamente. Faça a sua experiência e estudar as suas variáveis. Este quase sempre requer o experimento várias vezes para se obter os valores das diferentes variáveis. No nosso exemplo, fertilizantes, várias culturas de milho idênticos suplementadas com adubos que contêm diferentes quantidades de azoto vai ser crescido. Geralmente, quanto maior o intervalo de dados que você pode coletar, melhor. Documenta o máximo de dados possível.

• Um bom design experimental incorpora o que é conhecido como controle. Uma de suas repetições experimentais não Você deve incluir a variável que está estudando para o resto das réplicas. Em nosso exemplo de fertilizantes, uma safra de milho não recebem nitrogênio está incluído. Este será o controlo de réplica e servir como base para a medição do crescimento de outras culturas.
• Monitorar cada uma das medidas de segurança associados a materiais perigosos ou processos em sua experiência.

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Reúna seus dados. Se possível, documentar seus dados diretamente para sua mesa. Isto vai poupar a dor de cabeça de re-entrar e consolidar os dados mais tarde. Aprenda a avaliar seus valores discrepantes de dados.

• Se você puder, é sempre aconselhável para representar seus dados visualmente. pontos de dados disponíveis em um gráfico e expressa tendências com a linha ou curva que melhor se encaixa. Isso irá ajudá-lo (e qualquer outra pessoa veja a tabela) para visualizar padrões nos dados. Para a maioria das experiências de base, a variável independente é representado no eixo x horizontal e a variável dependente do eixo vertical.

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Analise seus dados e chega a uma conclusão. Sua hipótese estava correta? Houve alguma tendências observáveis ​​nos dados? Queria encontrar alguma informação inesperada? Você tem perguntas sem resposta que poderia servir de base para um experimento futuro? Tente responder a estas perguntas como você avaliar seus resultados. Se os dados não dar o seu uma hipótese "sim" ou "não" final, considera realizar testes experimentais adicionais e recolher mais dados.

• Para partilhar os seus resultados, escrever um artigo científico abrangente. Saber escrever um ensaio científico é uma habilidade muito útil. Os resultados da pesquisa mais recente deve ser escrito e publicado de acordo com determinadas especificações.

parte 2Executando uma experiência exemplar

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Escolha um tema e definir suas variáveis. Para os fins deste exemplo, uma experiência simples e em pequena escala foi escolhida. Nesta experiência, os efeitos de diferentes pulverizador de combustível vai ser analisado numa gama de disparo batatas jarro.

• Neste caso, o tipo de combustível utilizado é o aerossol variável independente (A alteração variável), enquanto que a gama dos mísseis é a variável dependente.
• Coisas a considerar para esta experiência: existe uma maneira de garantir que cada batata projétil tem o mesmo peso? Existe uma maneira de entregar a mesma quantidade de combustível pulverizar cada tiro? Estes podem afectar a gama de disparar o lançador. Pesa cada projétil antes do experimento e carregado de cada tiro com a mesma quantidade de spray.

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Criar a hipótese. Se você estiver indo para tentar spray de cabelo, spray de cozinha e tinta spray, dizer que o spray de cabelo tem uma hélice com uma quantidade maior do que o butano outros aerossóis. Desde butano é inflamável, é possível supor que a laca produzir maior força propulsora para se inflamar, enviando a batata projétil ainda mais. A hipótese deve ser escrita como: "O alto teor de propulsor butano aerossol no cabelo aerossol irá produzir, em média, um maior alcance quando uma batata projéctil pesando entre 250 e 300 gramas disparar".

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Organize sua coleção de dados de antemão. Neste experimento, cada teste de pulverização de combustível 10 vezes e a média dos resultados. um teste de pulverização de combustível também não contendo butano e utilizado como controle experimental. Para preparar o lançador de batata será montado, ele vai ser testado para se certificar que funciona, o aerossol comprar e medir e cortar batatas.

• uma mesa também pode ser criado. Isto terá cinco colunas verticais:

• A coluna mais à esquerda será chamado "teste #". As células nesta coluna simplesmente conter os números de 1 a 10, representando cada tentativa tiro.
• As quatro colunas seguintes terão o nome do aerossol para ser usado para a experiência. Os dez células que estão abaixo da parte superior de cada coluna irá conter o intervalo (em metros) de cada tentativa de remate.
• De acordo com as quatro colunas para cada combustível, deixar um espaço para escrever o valor médio dos intervalos.

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Realizado o experimento. cada spray ser usado para disparar dez rodadas, usando a mesma quantidade de spray para cada tiro. Após cada tiro, uma fita métrica é usado para medir o intervalo que a bala viajou. Esta informação é então documentados na tabela de dados.

• Como em muitos experimentos, esta experiência tem algumas questões de segurança a considerar. O spray de combustível que é usado é inflamável, por isso é necessário para garantir luvas feche a tampa tiro batatas lançador de forma segura e grossas quando usar o combustível para inflamar. Para evitar ferimentos acidentais projéteis, você também precisa ter certeza (e qualquer observador) nos lados do jarro, não na frente ou por trás dele.

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Analisa os dados. Digamos que você encontrou, em média, do que as batatas laca lançadas mais longe do que outros, mas o spray foi a cozinha mais consistente. É possível representar estes dados visualmente. Uma boa maneira de representar a gama média para cada pulverização é um bargraph, enquanto scatterplots Eles são úteis para mostrar as faixas de variação em cada um tiro.

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Tire suas conclusões. Refletir sobre os resultados de sua experiência. Com base nos dados, podemos dizer com segurança que a hipótese estava correta. Você também pode dizer que eles descobriram algo que não estava previsto, o spray de cozinha produz os resultados mais consistentes. Você pode fazer um relatório sobre quaisquer problemas ou erro cometido. Diga tinta spray de tinta acumulada no interior das batatas lançador da câmara de combustão, dificultando a capacidade de realizar disparos sucessivos. Finalmente, você pode recomendar áreas para novas pesquisas, por exemplo, talvez com uma maior quantidade de combustível melhores faixas são alcançados.

• Você pode até mesmo compartilhar os resultados com o mundo através de um teste científico. Dado o tema deste experimento, pode ser mais apropriado para apresentar esta informação em um folheto para expor em uma feira de ciências.

dicas

• Divirta-se e ficar seguro.
• A ciência é fazer perguntas importantes. Não tenha medo de escolher um tema que você não olhou antes.

avisos

• Use proteção para os olhos
• Se algo entrar em seus olhos lave-as com água por pelo menos 5 minutos.
• Não deixe alimentos ou beber perto do seu local de trabalho.
• Lave as mãos antes e após o experimento.
• Ao usar produtos químicos perigosos, cortantes ou facas chamas muito quentes, certifique-se de estar sob supervisão de um adulto.
• Usar luvas de borracha ao manusear produtos químicos.
• Lembrar-se do cabelo antes de começar