Il metodo scientifico
Vera ha due gerani sul balcone di casa a Bologna: quello che sta al sole è più alto di quello che sta all'ombra. È un caso o il sole influisce davvero? È così che ragionano gli scienziati: osservano un fatto, si pongono una domanda, propongono una spiegazione e la mettono alla prova. Galileo Galilei fece proprio questo, studiando la caduta dei corpi con il piano inclinato.
Le fasi del metodo scientifico
Le fasi del metodo scientifico sono in disordine: sperimentazione, osservazione, conclusioni e ipotesi. Scrivile nell'ordine corretto e spiega con una frase che cosa si…
Le fasi del metodo scientifico sono in disordine: sperimentazione, osservazione, conclusioni e ipotesi. Scrivile nell'ordine corretto e spiega con una frase che cosa si fa in ciascuna.
Indica se ogni frase è un'osservazione o un'ipotesi: a) «Stamattina il cortile era bagnato». b) «Credo che sia piovuto all'alba». c) «L'acqua della piscina è a…
Indica se ogni frase è un'osservazione o un'ipotesi:
- a) «Stamattina il cortile era bagnato».
- b) «Credo che sia piovuto all'alba».
- c) «L'acqua della piscina è a $24\ ^\circ\text{C}$».
- d) «Se lascio la bici fuori quando piove, si arrugginirà prima».
Classifica queste affermazioni in «ipotesi scientifiche» (si possono verificare con un esperimento) o «non scientifiche», e giustificane una per gruppo: a) «Il venerdì…
Classifica queste affermazioni in «ipotesi scientifiche» (si possono verificare con un esperimento) o «non scientifiche», e giustificane una per gruppo:
- a) «Il venerdì ho sfortuna nelle verifiche».
- b) «Una palla nuova rimbalza più di una palla vecchia».
- c) «L'acqua con il sale bolle a una temperatura più alta dell'acqua pura».
- d) «I gatti neri portano sfortuna».
Le grandezze di un esperimento
Per capire l'effetto di una causa bisogna cambiare una sola grandezza alla volta. Gli esperimenti con più grandezze variabili insieme richiedono analisi più avanzate.
In un esperimento si cambia l'inclinazione di una rampa per vedere come rotola un'automobilina giocattolo. Il montaggio è quello della figura: a) Spiega con parole tue…
In un esperimento si cambia l'inclinazione di una rampa per vedere come rotola un'automobilina giocattolo. Il montaggio è quello della figura:
- a) Spiega con parole tue che cos'è una variabile in un esperimento.
- b) Qual è la variabile che si cambia in questo caso?
Vuoi sapere se un uovo galleggia più facilmente in acqua con molto sale che in acqua senza sale. Osserva il montaggio della figura: Scrivi: a) La tua ipotesi. b) La…
Vuoi sapere se un uovo galleggia più facilmente in acqua con molto sale che in acqua senza sale. Osserva il montaggio della figura:
Scrivi:
- a) La tua ipotesi.
- b) La variabile che cambi.
- c) La variabile che osservi o misuri.
- d) Due cose che devono essere uguali in entrambi i bicchieri.
Per sapere se la luce influisce sulla crescita delle piante, Chloe mette un vaso con terra nuova sulla finestra e un altro con terra vecchia in un armadio. a) Potrà…
Per sapere se la luce influisce sulla crescita delle piante, Chloe mette un vaso con terra nuova sulla finestra e un altro con terra vecchia in un armadio.
- a) Potrà sapere se la luce influisce?
- b) Spiega l'errore che ha commesso.
- c) Come lo correggeresti?
Vuoi verificare se la temperatura dell'acqua influisce sulla velocità con cui si scioglie lo zucchero. Progetta l'esperimento completo indicando: a) L'ipotesi. b) La…
Vuoi verificare se la temperatura dell'acqua influisce sulla velocità con cui si scioglie lo zucchero. Progetta l'esperimento completo indicando:
- a) L'ipotesi.
- b) La variabile che cambierai (indipendente) e quella che misurerai (dipendente).
- c) Due variabili che manterrai uguali (di controllo).
- d) I passaggi che seguiresti e il risultato che ti aspetti se la tua ipotesi è vera.
Ripetere le misure e diffidare del dato anomalo
Misuri tre volte il tempo di caduta di una biglia dal bordo di un tavolo e ottieni $0{,}45\ \text{s}$, $0{,}47\ \text{s}$ e $1{,}12\ \text{s}$. I primi due tempi sono vicini tra loro, mentre il terzo è molto più grande: è un possibile dato anomalo. Puoi fidarti di una sola misura? E puoi buttare via l'ultimo valore senza indagare?
A Giulia la minestra si raffredda prima in un piatto piano che in uno fondo. a) Formula un'ipotesi che lo spieghi. b) Descrivi un semplice esperimento per verificarla e…
A Giulia la minestra si raffredda prima in un piatto piano che in uno fondo.
- a) Formula un'ipotesi che lo spieghi.
- b) Descrivi un semplice esperimento per verificarla e indica che cosa misureresti.
Leo vuole sapere se una bevanda si raffredda prima in frigorifero o nel congelatore. Mette una bottiglia grande di bibita nel frigorifero e una lattina piccola nel…
Leo vuole sapere se una bevanda si raffredda prima in frigorifero o nel congelatore. Mette una bottiglia grande di bibita nel frigorifero e una lattina piccola nel congelatore, e misura il tempo che ciascuna impiega ad arrivare a $8\ ^\circ\text{C}$.
- a) Indica gli errori del progetto.
- b) Riprogetta l'esperimento in modo che il confronto sia equo.
- c) Spiega perché in un esperimento si può cambiare solo una cosa alla volta.
Elia ripete tre volte lo stesso esperimento e misura il tempo che impiega a sciogliersi un cubetto di ghiaccio: $8$ minuti, $8,5$ minuti e $20$ minuti. a) Quale valore…
Elia ripete tre volte lo stesso esperimento e misura il tempo che impiega a sciogliersi un cubetto di ghiaccio: $8$ minuti, $8,5$ minuti e $20$ minuti.
- a) Quale valore sembra sospetto? Perché?
- b) Che cosa dovrebbe fare Elia con quel dato prima di trarre conclusioni?
- c) Spiega perché in scienza gli esperimenti si ripetono più volte.
Quando l'ipotesi non è confermata
Per studiare un fenomeno reale si costruisce un modello: una descrizione semplificata che tiene conto solo delle grandezze importanti e trascura il resto (semplificazione). Galileo usò il piano inclinato per «diluire» la caduta, rendendola abbastanza lenta da poterla cronometrare, e idealizzò la situazione trascurando l'attrito e la resistenza dell'aria. Il modello dà delle previsioni, che si confrontano con i dati: se coincidono il modello è validato, altrimenti si corregge.
Se i dati smentiscono l'ipotesi, lo scienziato non la difende a oltranza: la rivede e ne propone una più precisa. Anche un'ipotesi smentita fa progredire la scienza.
Il tuo amico Enzo afferma: «con le mie scarpe nuove corro di più». a) Trasforma la sua frase in un'ipotesi che si possa verificare. b) Proponi un semplice esperimento…
Il tuo amico Enzo afferma: «con le mie scarpe nuove corro di più».
- a) Trasforma la sua frase in un'ipotesi che si possa verificare.
- b) Proponi un semplice esperimento indicando che cosa misureresti e che cosa dovrebbe restare uguale.
Martina è sicura che, lasciate cadere insieme dalla stessa altezza, una palla pesante arrivi sempre a terra prima di una leggera. Ma lasciando cadere un pallone da…
Martina è sicura che, lasciate cadere insieme dalla stessa altezza, una palla pesante arrivi sempre a terra prima di una leggera. Ma lasciando cadere un pallone da basket e una pallina da tennis, arrivano a terra quasi insieme.
- a) Spiega che cosa deve fare una scienziata quando i risultati non confermano la sua ipotesi.
- b) Scrivi una nuova ipotesi che Martina potrebbe mettere alla prova ora.
«Se indosso la mia maglietta portafortuna, la mia squadra vince». a) Spiega perché questa affermazione, così com'è formulata, non è una buona ipotesi scientifica. b)…
«Se indosso la mia maglietta portafortuna, la mia squadra vince».
- a) Spiega perché questa affermazione, così com'è formulata, non è una buona ipotesi scientifica.
- b) Riscrivi un'affermazione simile che si possa verificare con un esperimento.
- c) Descrivi brevemente come la verificheresti.
Una pubblicità dice: «il concime CrescePlus fa crescere le piante il doppio». a) Quale esperimento chiederesti di vedere per credere alla pubblicità? Descrivi il gruppo…
Una pubblicità dice: «il concime CrescePlus fa crescere le piante il doppio».
- a) Quale esperimento chiederesti di vedere per credere alla pubblicità? Descrivi il gruppo di controllo, che cosa si misurerebbe e per quanto tempo.
- b) Spiega perché non basta la foto di una pianta enorme.
Torniamo all'inizio: per capire se il sole influisce davvero sui gerani, Vera deve progettare un esperimento controllato: coltivare più gerani identici con la stessa terra, lo stesso vaso e la stessa acqua (grandezze controllate), cambiando solo le ore di luce (grandezza indipendente) e misurando l'altezza raggiunta (grandezza dipendente), ripetendo la prova.