Problema — Variabile indipendente, dipendente, di disturbo

Testo

Vuoi verificare sperimentalmente se il periodo del pendolo dipende dalla massa. Per ogni elemento indica se è variabile indipendente, dipendente, di disturbo o controllata: (a) la massa appesa al filo; (b) la lunghezza del filo; (c) la temperatura della stanza; (d) il periodo misurato; (e) l’ampiezza dell’oscillazione iniziale.

Soluzione

Ricordiamo le definizioni. La variabile indipendente è la grandezza che l’esperimento fa variare deliberatamente per studiarne l’effetto. La variabile dipendente è la grandezza che si misura e che (eventualmente) cambia in risposta. Una variabile controllata è tenuta fissa durante tutte le prove, così da non falsare il confronto. Una variabile di disturbo è una grandezza che potrebbe influenzare il risultato ma che non viene fatta variare né bloccata in modo rigoroso: se non controllata, introduce dispersione o errori.

Applichiamo lo schema all’esperimento sul pendolo, il cui scopo è vedere se il periodo cambia al variare della massa.

(a) La massa appesa al filo → indipendente. È proprio la grandezza che decidiamo di far variare, quindi è la variabile indipendente dell’esperimento.

(b) La lunghezza del filo → controllata. Il periodo del pendolo dipende fortemente da $L$; per isolare l’effetto della sola massa dobbiamo tenere $L$ rigorosamente fissa.

(c) La temperatura della stanza → di disturbo. Non la facciamo variare di proposito né la controlliamo strettamente; potrebbe però influenzare la misura (dilatazione del filo, densità dell’aria). È quindi una tipica variabile di disturbo.

(d) Il periodo misurato → dipendente. È la grandezza che leggiamo con il cronometro e di cui vogliamo studiare l’eventuale variazione: la variabile dipendente.

(e) L’ampiezza dell’oscillazione iniziale → controllata. Per piccole oscillazioni il periodo ne è quasi indipendente, ma per confronti puliti la si mantiene costante (piccola e uguale in tutte le prove): è una variabile controllata.

In sintesi: $\text{indip.}=m,\quad \text{dip.}=T,\quad \text{controllate}=\{L,\ \text{ampiezza}\},\quad \text{disturbo}=\text{temperatura}$

$\ev{\text{(a) indip.}\ \ \text{(b) controllata}\ \ \text{(c) disturbo}\ \ \text{(d) dip.}\ \ \text{(e) controllata}}$

Collegamenti

Argomenti: Metodo sperimentale · Grandezze fisiche e misura