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Noti qualcosa
Il foglio di carta cade più lentamente del sasso. È un fatto, non ancora una spiegazione.
Il Metodo Sperimentale
Che cosa fai quando non sai la risposta e vuoi scoprirla davvero: dalla curiosità a una domanda misurabile, da un’ipotesi a un esperimento che può smentirla.
Come fai a sapere se una cosa è vera?
Lascia cadere un sasso e un foglio di carta: il sasso arriva prima. La spiegazione sembra ovvia, il sasso è più pesante. Ma in fisica «sembra ovvio» non vale niente.
Il metodo sperimentale è quello che fai per passare da credo che a ho controllato, in un modo che chiunque altro può rifare ottenendo lo stesso risultato. Non è un elenco di passaggi da imparare a memoria: è come ci si comporta davanti a una domanda di cui non si conosce la risposta.
da «credo che»
a «ho controllato»
a «ho controllato»
1Le fasi del metodo sperimentale
Seguiamo un solo esperimento, quello del sasso e del foglio, dalla prima occhiata fino alla conclusione. Ogni fase risponde a una domanda diversa: che cosa ho visto, che cosa voglio sapere, che cosa misuro, che cosa mi aspetto.
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Trasformi la curiosità in una domanda
Non «perché le cose cadono», che è troppo vasta, ma una domanda a cui si può rispondere misurando: il tempo di caduta dipende dal peso?
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Decidi che cosa misurare
Massa, altezza di caduta, tempo. E con quali strumenti: bilancia, metro, cronometro. Ciò che non puoi misurare non entra nell’esperimento.
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Ti sbilanci
Proponi un’ipotesi: più un corpo è pesante, prima arriva a terra. Un’ipotesi vale solo se qualche risultato può smentirla; se nessun esito potesse contraddirla, non servirebbe a nulla. Può nascere da quello che hai osservato, da ciò che già sai o da prove esplorative fatte apposta per raccogliere i primi dati.
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Deduci che cosa dovresti vedere
Se l’ipotesi è vera, appallottolando il foglio il tempo di caduta non deve cambiare: il peso è rimasto lo stesso.
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Provi davvero
Cambi una cosa per volta, lasci uguale tutto il resto, ripeti la prova più volte e annoti ogni misura. Un esperimento conta se un altro può rifarlo e ottenere gli stessi valori.
7
Guardi i dati, non quello che speravi
Il foglio appallottolato arriva quasi insieme al sasso. Metti i numeri in tabella e nel grafico: è lì che le regolarità si vedono.
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Decidi
L’ipotesi è caduta, e hai scoperto qualcosa che non sapevi: non era il peso, era la forma. Torni alla domanda, questa volta più precisa: quanto conta l’aria?
Proviamo a ricapitolare: questi sono gli otto passaggi, nell’ordine in cui li abbiamo appena percorsi.
1Noti qualcosa
→
2Domandi
→
3Scegli che cosa misurare
→
4Ipotizzi
→
5Prevedi
→
6Provi
→
7Analizzi i dati
→
8Concludi
↻ Se i dati smentiscono l’ipotesi il percorso non finisce: si torna alla domanda, che ora è più precisa di prima. È così che si scopre qualcosa di nuovo.
Attenzione: il metodo sperimentale non segue sempre una sequenza rigida. Talvolta si raccolgono dati prima di formulare un’ipotesi precisa; altre volte un ragionamento teorico permette di formulare una previsione prima che esistano dati sperimentali in grado di verificarla.
Idea chiave: il metodo sperimentale è un percorso che può richiedere di tornare indietro e ripetere alcune fasi. Un’ipotesi non “diventa” automaticamente una legge. Quando molti esperimenti mostrano in modo ripetibile una relazione regolare tra grandezze fisiche, quella relazione può essere espressa mediante una legge fisica, indicando le condizioni in cui è valida.
2Esempio guidato
Scegli un fenomeno e osserva come può essere trasformato in un percorso sperimentale.
3Costruisci il tuo esperimento
Compila i campi come se stessi progettando un vero esperimento. L’obiettivo è distinguere bene domanda, grandezze, ipotesi, verifica e analisi dei dati.
Domanda
Grandezze da misurare
Strumenti
Ipotesi
Previsione
Esperimento controllato
Analisi dei dati
Compila i campi e genera la sintesi del tuo progetto sperimentale.
4Metti in ordine le fasi
Associa a ogni fase il numero corretto del percorso sperimentale.
5Riepilogo rapido
| Fase | Domanda guida | Prodotto della fase |
|---|---|---|
| Osservazione | Che cosa noto? | Descrizione del fenomeno |
| Domanda o problema | Che cosa voglio capire? | Domanda precisa |
| Scelta delle grandezze | Che cosa posso misurare? | Elenco delle grandezze e strumenti |
| Ipotesi | Quale spiegazione o relazione propongo? | Spiegazione o relazione provvisoria e controllabile |
| Previsione | Che cosa dovrebbe accadere? | Conseguenza verificabile |
| Esperimento | Che cosa misuro e in quali condizioni? | Dati e misure raccolte |
| Analisi dei dati | Che cosa mostrano i dati? | Confronti, tabelle, grafici e relazioni |
| Conclusione | I risultati sono compatibili con la previsione? | Ipotesi sostenuta, modificata o abbandonata |
6Piccola verifica
Rispondi e controlla subito se hai capito.
Domanda 1
Un solo esperimento favorevole è sufficiente per considerare definitivamente vera un’ipotesi?
Domanda 2
In un esperimento controllato conviene modificare una grandezza alla volta.
Domanda 3
Le grandezze fisiche devono poter essere misurate.
Domanda 4
Se l’esperimento non conferma l’ipotesi, bisogna ignorare i dati.