Objetivos de aprendizaje

Al finalizar esta sección, vas a poder:

  • Distinguir entre variables de control, manipuladas y respondientes.
  • Diseñar un experimento partiendo del objetivo (diseño inverso).
  • Diferenciar experimentos cualitativos de cuantitativos.

Cómo se diseña un experimento real

En la mayoría de las clases de ciencias, los “experimentos” ya vienen diseñados paso a paso. En la ciencia real — y en este curso — el proceso es al revés:

  1. Empezás por el objetivo: ¿qué querés saber o medir?
  2. Determinás qué necesitás medir o calcular para alcanzar ese objetivo.
  3. Diseñás el procedimiento que te permita obtener esos datos.
  4. Realizás el experimento y analizás los resultados.
  5. Sacás conclusiones y decidís qué hacer a continuación.

Este enfoque se llama diseño inverso (backward design) o experimento por indagación (inquiry-based).

Tipos de experimentos

Experimentos cualitativos

Buscan determinar si algo ocurre, bajo qué condiciones ocurre, o cómo se ve cuando ocurre. No requieren mediciones numéricas precisas.

Preguntas de diseño:

  • ¿Qué querés observar?
  • ¿Qué necesitás hacer para que ocurra?
  • ¿Cómo vas a saber si ocurrió?

Experimentos cuantitativos

Buscan determinar en qué medida algo ocurre. Requieren mediciones y cálculos.

Preguntas de diseño:

  • ¿Qué querés medir o calcular en última instancia?
  • ¿Podés medirlo directamente, o necesitás una ecuación?
  • ¿Qué otras cantidades necesitás medir para usar esa ecuación?
  • ¿Cómo configurás las condiciones del experimento?

Tipos de variables

En todo experimento hay tres tipos de variables:

Tipo Nombre alternativo Definición Ejemplo
Variable de control — Condición que se mantiene constante para no afectar el resultado Velocidad del viento al lanzar una pelota
Variable manipulada Variable independiente La que vos elegís y cambiás intencionalmente Altura desde la que se suelta una pelota
Variable respondiente Variable dependiente La que cambia como resultado de la acción; se mide Tiempo que tarda en caer

Regla práctica: la variable manipulada va en el eje horizontal del gráfico ($x$); la respondiente va en el eje vertical ($y$).

Controles positivos y negativos (en experimentos cualitativos)

  • Control positivo: muestra que sí contiene lo que el experimento debe detectar. Si el experimento falla en detectarlo, algo está mal con el procedimiento.
  • Control negativo: muestra que no contiene lo que se busca. Si el experimento lo detecta de todas formas, algo está mal.

¿Cuántos datos necesito?

Los resultados deben ser estadísticamente significativos: que sea poco probable que ocurrieran por azar.

Regla práctica para esta materia — regla del 8 y 10:

  • Al menos 8 puntos de datos.
  • El rango de la variable manipulada debe abarcar al menos un factor de 10 (por ejemplo, de 1 cm a 10 cm, o de 0,5 s a 5 s).

El proceso de diseño experimental

  1. Decidir qué querés determinar.
  2. Identificar las ecuaciones relevantes.
  3. Determinar qué cantidades necesitás medir.
  4. Definir las variables: ¿cuáles controlás, cuáles manipulás, cuál es la respondiente?
  5. Planificar cómo medirlas con precisión.
  6. Realizar el experimento y registrar los datos.
  7. Analizar y sacar conclusiones.

Actividad de campo — Tracker1

Usando la app Tracker1, podés realizar experimentos cuantitativos de cinemática:

  1. Filmás el movimiento (pelota, corredor, carrito).
  2. Tracker1 analiza el video cuadro por cuadro.
  3. Obtenés posición, velocidad y aceleración como función del tiempo.
  4. Identificás variables: la variable manipulada es el tiempo $t$; la respondiente es la posición $x$.

Pregunta: en un experimento con Tracker1, ¿qué serían las variables de control? (Pensá en condiciones que deben mantenerse iguales en cada toma.)

Para pensar

  1. Querés saber si un auto de juguete rueda más lejos sobre alfombra o sobre piso liso. ¿Es un experimento cualitativo o cuantitativo? ¿Cuáles son las variables?
  2. ¿Por qué es importante tener un control negativo en un experimento?
  3. Si solo tenés 3 puntos de datos y todos dan el mismo resultado, ¿podés afirmar con confianza que el resultado es correcto? ¿Por qué?

Adaptado de Jeff Bigler — Physics 1: Mechanics in Plain English, licencia CC BY-NC-SA 4.0. Traducción y adaptación: Prof. Ing. Luciano Lamaita, 2026.

  1. 🔬 Nota: Tracker no forma parte del texto original de Bigler. Es una adaptación propia para trabajar los conceptos en clase con análisis de video. Tracker Online es una herramienta gratuita desarrollada por Douglas Brown (Cabrillo College) y el proyecto Open Source Physics. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎