Definitionen von Kontroll-, konstanten, unabhängigen und abhängigen Variablen in einem Wissenschaftsexperiment

Der Zweck eines Experiments ist es, dem Experimentator zu helfen, die Beziehung zwischen zwei Teilen eines natürlichen Prozesses oder einer natürlichen Reaktion zu definieren. Die Faktoren, die den Wert während eines Experiments oder zwischen Experimenten ändern können, z. B. die Wassertemperatur, werden als Variablen bezeichnet, während die Faktoren, die gleich bleiben, z. B. die Erdbeschleunigung an einer bestimmten Position, Konstanten genannt werden.

Konstanten

Experimentelle Konstanten sind Werte, die sich während oder zwischen Experimenten nicht ändern. Viele natürliche Kräfte und Eigenschaften, wie die Lichtgeschwindigkeit und das Atomgewicht von Gold, sind experimentelle Konstanten. In einigen Fällen kann eine Eigenschaft für die Zwecke eines Experiments als konstant angesehen werden, obwohl sie sich unter bestimmten Umständen technisch ändern kann. Der Siedepunkt von Wasser ändert sich mit der Höhe und die Erdbeschleunigung nimmt mit der Entfernung von der Erde ab, aber für Experimente an einem Ort können diese auch als Konstanten betrachtet werden.

Unabhängige Variable

Die unabhängige Variable in einem Experiment ist die Variable, deren Wert der Wissenschaftler systematisch ändert, um zu sehen, welche Wirkung die Änderungen haben. Ein gut konzipiertes Experiment hat nur eine unabhängige Variable, um einen fairen Test zu gewährleisten. Wenn der Experimentator zwei oder mehr Variablen ändern würde, wäre es schwieriger zu erklären, was die Veränderungen in den experimentellen Ergebnissen verursacht hat. Zum Beispiel, jemand versucht zu finden, wie schnell Wasser kocht, könnte die Wassermenge oder die Heiztemperatur ändern, aber nicht beides.

Abhängige Variable

Eine abhängige Variable ist, was der Experimentator beobachtet, um den Effekt der systematischen Variation der unabhängigen Variablen zu finden. Während ein Experiment mehrere abhängige Variablen haben kann, ist es oft am klügsten, das Experiment auf eine abhängige Variable zu fokussieren, so dass die Beziehung zwischen ihr und der unabhängigen Variablen klar isoliert werden kann. Zum Beispiel könnte ein Experiment untersuchen, wie viel Zucker sich in einem festgelegten Wasservolumen bei verschiedenen Temperaturen auflösen kann. Der Experimentator ändert systematisch die Temperatur (unabhängige Variable), um seine Auswirkung auf die Menge des gelösten Zuckers (abhängige Variable) zu sehen.

Steuerung

Eine kontrollierte Variable ist eine Variable, die sich ändern kann, die der Experimentator jedoch absichtlich konstant hält, um die Beziehung zwischen der unabhängigen Variablen und der abhängigen Variablen deutlicher zu isolieren. Zum Beispiel sollte ein Experiment, das die Beziehung zwischen der Menge an Sonnenlicht, die Pflanzen erhalten (unabhängige Variable) und ihrer Größe (abhängige Variable), sicherstellen, dass sich keiner der anderen Faktoren ändert. Der Versuchsleiter sollte kontrollieren, wie viel Wasser die Pflanzen erhalten und wann, welche Art von Boden sie bepflanzen und wie viele andere Variablen wie möglich.

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