24.1.06

EXPERIMENTAÇÃO




Na investigação científica, um experimento (do latim: ex-periri, "provar, experimentar") é um método que " investiga" relações causais entre as variáveis, ou procura validar uma hipótese. Um experimento é o fundamento da abordagem empírica para a aquisição de dados sobre a realidade objetiva e, é usado em ambas as ciências: naturais e sociais. Um experimento pode ser projetado para encontrar soluções para problemas práticos e, também. para comprovar ou refutar pressupostos teóricos.
Galileu atribuiu à experimentação papel fundamental na construção do conhecimento científico: o de legitimar suposições (hipóteses). Dependendo da perspectiva filosófica, uma experiência pode conduzir à uma melhor compreensão do mundo físico ou apenas a uma ajuda na ampliação do conhecimento da realidade objetiva...

 
EXPERIMENTAÇÃO SUPERVISIONADA (CIENTÍFICA)
Um experimento ou teste deve ser realizado através do método científico, geralmente compara os resultados obtidos a partir de uma amostra experimental contra uma amostra de controle, que é praticamente idêntica ao da amostra experimental, exceto para um aspecto cujo efeito está sendo testado (a variável independente).

EXPERIMENTAÇÃO INGÊNUA (NATURAL)
 O termo experimento normalmente de refere a um experimento controlado, mas, frequentemente, experiências controladas são de difícil realização ou de execução impossível. Neste caso, os  pesquisadores recorrem a "experimentos naturais", também chamados de quase-experimentos.
Experimentos naturais limitam-se unicamente às observações das variáveis do sistema em questão, ao invés do estudo de uma ou algumas variáveis, como ocorre em experimentos controlados. Na medida do possível, eles tentam coletar dados para o sistema de tal forma que a contribuição de todas as variáveis possam ser determinadas incluindo algumas variáveis mantidas, aproximadamente, constantes para que os efeitos das outras variáveis possam ser percebidas. Em que medida isto é possível depende da correlação observada entre as  variáveis eficientes nos dados observados. Quando essas variáveis não se correlacionam bem, os experimentos naturais aproximam-se da confiabilidade dos experimentos controlados.
Entretanto, existe alguma correlação entre essas variáveis, o que reduz a fiabilidade dos experimentos naturais em relação ao que poderia ser obtido se um experimento controlado fosse realizado.  Além disso, como os experimentos naturais ocorrem, geralmente, em ambientes não controlados, variáveis originadas  de fontes não identificadas não podem ser avaliadas nem mantidas constantes, o que pode produzir correlações ilusórias entre as variáveis em estudo.

 Grande parte das pesquisas em várias ciências importantes, incluindo a economia, ciência política, geologia, paleontologia, ecologia, meteorologia e astronomia, limitam-se a "quase-experimentos". Por exemplo, na astronomia é claramente impossível testar a hipótese de que as estrelas são produzidas pela contração gravitacional das nuvens hidrogênio: começando com uma gigantesca nuvem de hidrogênio, e em seguida, esperar a conclusão de uma experiência que demora alguns bilhões de anos até a formação de um sol. 
Um dos primeiros exemplos desse tipo de experimento foi a primeira verificação em 1600 da velocidade da luz que não viaja de um lugar para outro instantaneamente mas tem uma velocidade mensurável.
A observação das eclipses das luas de Júpiter revelaram um  ligeiro atrasado quando Júpiter estava mais distante da Terra, em contraposição quando Júpiter estava mais próximo da Terra. Esse fenômeno foi utilizado para demonstrar que a diferença no tempo de aparecimento das luas era consistente com uma velocidade mensurável da luz: Wikipedia


LISTA DE EXPERIMENTOS 

ASTRONOMY

BIOLOGY


CHEMISTRY




PHYSICS

PSYCHOLOGY


ECONOMIS AND POLITICAL SCIENCE



LINKS

Timeline of scientific experiments
List of famous experiments
List of famous discoveries
Thought experiment
Michelson–Morley experiment


DESCOBERTA DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA



Em 1640 o Duque de Toscana convidou Leonardo da Vinci para construir um poço que deveria irrigar seus jardins. Surpreendentemente não foi possível com a bomba de sucção retirar água do poço cujo lençol freático ficava a 15 metros de profundidade, pois a água subia somente até 10,33 metros.


Ao levantar o pistão em um tubo cria-se um vácuo, a água, sobe pelo tubo enchendo-o.



O fenômeno era explicado pelo conceito aristotélico de que a natureza tem horror ao vácuo.

Galileu questionando o fato de que este princípio tivesse validade somente até 10,33 metros, concluiu que a coluna de água quebrava-se pela ação do próprio peso, julgando solucionado o problema.

Torricelli, a pedido de Galileu, enfrentou o problema. Percebeu que a água, por si só, não era capaz de se elevar e ocupar o espaço vazio deixado pelo pistão no interior da bomba; Deveria ser empurrada pelo peso do ar. Quando a coluna de líquido atingia 10,3 metros de altura, seu peso passava a equilibrar o peso do ar cessando o movimento de subida da água.

Para comprovar se a hipótese era correta, Torricelli pensou em realizar a experiência com mercúrio - líquido 13,6 vezes mais pesado do que a água.
Portanto a pressão do ar equilibraria uma coluna de mercúrio 13,6 vezes menor do que a da água ou seja de 76 centímetros.

Tomou um tubo de vidro de 90 cm de comprimento, fechando-o em uma das extremidades, encheu-o de mercúrio, e tapando o outro extremo com o dedo
introduziu-o, invertido, em uma vasilha cheia de mercúrio.
Aconteceu o previsto: o mercúrio desceu a uma altura de 76 cm e o espaço superior do tubo ficou vazio (invenção do barômetro).

Pascal ampliou e completou a hipótese de Torricelli: a altura da coluna de mercúrio deveria diminuir à medida que se diminuísse a pressão do ar.

Um cunhado de Pascal levou o barômetro de Torricelli ao alto de uma montanha e constatou que a altura da coluna de mercúrio diminuía à medida que era levado a maiores alturas.

Assim pode Pascal declarar: “Que a natureza não tem qualquer horror pelo vazio; que não faz nenhum esforço para evitá-lo; que todos os efeitos atribuídos a este horror provém do peso e pressão do ar. Que ela é a única e verdadeira causa e que, por desconhece-la, inventou-se expressamente este horror imaginário ao vazio".

The Discovery of Atmospheric Pressure



GALILEU E A QUEDA DOS CORPOS




Na época de Galileu (1564–1642) os corpos mais pesados caiam mais rápido que os leves. A terra, imóvel, ocupava o centro do universo. O sol, a lua, os planetas e as estrelas giravam em torno da terra com um movimento perfeito: o movimento circular uniforme. No inverno as andorinhas hibernavam no fundo dos oceanos, etc...
Estas concepções faziam parte do paradigma Aristotélico imposto dogmaticamente pela igreja católica cujo questionamento acarretava pela inquisição severas penas - torturas, confinamentos, fogueira, etc.

A maior contribuição de Galileu para o pensamento moderno foi a demolição desse paradigma, muito maior que o seu modelo de ciência e da sua produção científica - incluindo o desenvolvimento do telescópio que levou à descoberta de outras galáxias e atualmente às especulações sobre a origem do universo.


Com relação à queda dos corpos (graves),
Aristóteles imaginava que os corpos mais pesados deveriam cair com maior velocidade.
Fato explicado pela doutrina dos quatro elementos - Terra, água, ar e fogo. Cada elemento possui seu lugar próprio. O elemento Terra (sólido) fica em baixo.
Portanto os objetos sólidos dirigem-se, naturalmente, para baixo e os mais pesados chegam primeiro.


Muitos pensadores já questionavam a validade de tal hipótese. Galileu propôs a realização de uma experiência para resolver definitivamente o conflito - o lançamento de esferas de pesos diferentes do alto da torre de Pisa (alguns autores consideram uma lenda a realização de tal experiência)





Resolvido o problema da queda dos graves, Galileu partiu em busca de uma descrição mais precisa da queda livre - A velocidade é constante ou aumenta com o tempo?
O movimento de queda livre é muito rápido sendo impossível medir tempos de queda com um relógio de água - clepsidra. Atualmente, também, com um cronômetro comum de competição.
Galileu percebeu que num plano inclinado
o movimento de queda reproduz a mesma estrutura da queda livre - diluindo a força da gravidade, sendo mais fácil medí-lo. E conclui que se os resultados obtidos num plano inclinado raso se mantivessem válidos em planos de maior inclinação, então, também, seriam válidos num plano inclinado de inclinação máxima ou seja a queda livre.



Devido às limitações tecnológicas de medição da época, Galileu associou métodos hipotéticos-dedutivos ao processo de medição experimental. Levantou a hipótese de que a velocidade deveria ser proporcional ao tempo de queda e deduziu que o deslocamentos deveriam ser proporcionais ao quadrado do tempo. Em conseqüência, os deslocamentos efetuados em intervalos de tempos iguais deveriam ser proporcionais à serie de números ímpares - 1:3:5:7:9:11... , tornando possível realizar medições com uma relógio de água.


Clique na imagem para ver a animação.


Após inúmeras experiências sua hipótese foi comprovada e Galileu pode estabelecer a lei da queda dos corpos (desprezando-se efeitos provocados pela resistencia do ar) : A velocidade dos corpos em queda livre é proporcional ao tempo de queda.
Em símbolos matemáticos:

v = g.t, onde g é uma constante de proporcionalidade que caracteriza a aceleração da gravidade no local.

De Galileu a Armstrong - As várias faces da lua Clique aqui

Nenhum comentário: