Lo scopo di un esperimento è aiutare lo sperimentatore a definire la relazione tra due parti di un processo o reazione naturale. I fattori che possono cambiare valore durante un esperimento o tra esperimenti, come la temperatura dell'acqua, sono chiamati variabili, mentre quelle che rimangono le stesse, come l'accelerazione di gravità in un determinato luogo, sono chiamate costanti.
costanti
Le costanti sperimentali sono valori che non cambiano né durante né tra gli esperimenti. Molte forze e proprietà naturali, come la velocità della luce e il peso atomico dell'oro, sono costanti sperimentali. In alcuni casi, una proprietà può essere considerata costante ai fini di un esperimento anche se tecnicamente potrebbe cambiare in determinate circostanze. Il punto di ebollizione dell'acqua cambia con l'altitudine e l'accelerazione dovuta alla gravità diminuisce con la distanza dalla terra, ma per gli esperimenti in un luogo anche questi possono essere considerati costanti.
Variabile indipendente
La variabile indipendente in un esperimento è la variabile il cui valore lo scienziato cambia sistematicamente per vedere quale effetto hanno i cambiamenti. Un esperimento ben progettato ha solo una variabile indipendente per mantenere un test equo. Se lo sperimentatore cambiasse due o più variabili, sarebbe più difficile spiegare cosa ha causato i cambiamenti nei risultati sperimentali. Ad esempio, qualcuno che cerca di scoprire quanto velocemente l'acqua bolle potrebbe alterare il volume dell'acqua o la temperatura di riscaldamento, ma non entrambi.
Variabile dipendente
Una variabile dipendente è ciò che lo sperimentatore osserva per trovare l'effetto della variazione sistematica della variabile indipendente. Sebbene un esperimento possa avere più variabili dipendenti, spesso è più saggio focalizzare l'esperimento su una variabile dipendente in modo che la relazione tra essa e la variabile indipendente possa essere chiaramente isolato. Ad esempio, un esperimento potrebbe esaminare quanto zucchero può dissolversi in un determinato volume di acqua a varie temperature. Lo sperimentatore altera sistematicamente la temperatura (variabile indipendente) per vederne l'effetto sulla quantità di zucchero disciolto (variabile dipendente).
Controllo
Una variabile controllata è una variabile che potrebbe cambiare, ma che lo sperimentatore mantiene intenzionalmente costante per isolare più chiaramente la relazione tra la variabile indipendente e la variabile dipendente. Ad esempio, un esperimento che esamina la relazione tra quanta luce solare ricevono le piante plants (variabile indipendente) e quanto sono alti (variabile dipendente) dovrebbero assicurarsi che nessuno degli altri fattori cambiano. Lo sperimentatore dovrebbe controllare quanta acqua ricevono e quando le piante, in che tipo di terreno sono piantate e quante più variabili possibili.