Title: 1.3. Recollida i representació de dades: taules i gràfics, anàlisi i conclusions.
Course: Física i química 3r ESO 1r T

Recollida de Dades i Quadern de Laboratori

Drets de la imatge: imatge lliure de drets d’autor sota sota llicència Creative Commons - Piqsels

Recollida de dades

Quan duem a terme una experimentació és molt important que la recollida de dades sigui significativa. Abans de fer una llista, segurament entre tots aniríem treient una bona relació de coses que estaria bé anotar-se al quadern o diari de laboratori.

- Anotacions de les condicions inicials addients (data? temperatura...?).
- Indicar el material i/o productes que utilitzarem.
- Fer esquemes, diagrames o dibuixos del muntatge, dels aparells.
- Anotar les dades en una taula de dades o de valors.
- Anotar tot allò que pugui donar-nos informació sobre el que estem analitzant (què ha passat, què observem...)

💡 [Curiositats]

El 8 d'abril de 1982, Dan Shechtman, estava fent assajos de cristal·lografia amb una mescla de compostos d'alumini i manganès. Havia fet diverses proves, i una, particularment, en observar-la al microscopi electrònic, el va descol·locar. Schechtman havia canviat una de les condicions refredant ràpidament la mescla fosa de metalls. Aquest canvi brusc de temperatura, hipotèticament, hauria hagut de provocar un desordre en els àtoms però el que va veure era precisament tot el contrari i estava fora de tota lògica: es veia una estructura perfecta de cercles concèntrics cada un envoltat de 10 altres punts i igual distància entre ells. Ell, com feia sempre, ho va anotar al seu quadern de laboratori amb 3 interrogants ( 10 cops???)! Es van anomenar "quasicristalls" perquè així com els cristalls es caracteritzen per estar formats per unitats que es repeteixen constantment en l'espai, aquests "cristalls" estan perfectament ordenats però no de manera periòdica. Aquesta troballa va causar diversos entrebancs a Daniel Shechtman perquè aquest argument trencava amb la idea que es tenia sobre els cristalls, però es va poder demostrar que aquests cristalls eren reproduïbles i se'n van descobrir de naturals i tot. Aquest descobriment li va merèixer el Premi Nobel de Química el 2011, 29 anys més tard.

Drets de la imatge: Shechtman Lab Notebook - Crèdits: Dan Shechtman - NIST - National Institute of Standards and Technology (descarregable)

  +Info FisQuiWeb: Dan Shechtman , CatQuímica "Nobel de Química 2011 pels quasicristalls de Daniel Shechtman"

Fixeu-vos en aquest minut i mig del vídeo següent (min 2:00 a 3:20, podeu posar subtítols en català). El professors Martyn Poliakoff i Phil Moriarty ens expliquen què és un cristall i la importància d'anotar bé les coses al quadern de laboratori: “si no ho apunteu tot a la llibreta del laboratori, no tindreu mai un Premi Nobel”

The 2011 Nobel Prize in Chemistry

Drets del vídeo:  The 2011 Nobel Prize in Chemistry - Martyn Poliakoff i Phil Moriarty al canal de "periodic videos"
https://www.youtube.com/watch?v=QiT00AUwQl8&feature=youtu.be&t=120

Drets de la imatge: Model atomic d'un quasicristall plata-alumini J.W. Evans - The Ames Laboratory - Wikipèdia

Representació de dades: taules de valors i representació gràfica

Representació de dades

Un cop tenim una col·lecció de dades com les que hem vist a l'apartat anterior, es poden representar gràficament aquestes dades. Això ens permetrà:

- Veure fàcilment la tendència que segueixen aquestes dades o poder preveure, si podem extreure'n una funció, què podria passar en esdeveniments futurs.
- Analitzar què ha passat o quin valor dona, en algun moment determinat, alguna de les mesures particulars.

Taules de valors

Quan es tracta de recollir dades d'un experiment que realitzem canviant o repetint alguna de les condicions, és important anotar-ho de manera clara, en una taula per tal de poder trobar, més tard, alguna relació.

Per representar dades ho podem fer en paper mil·limetrat o en una quadrícula del quadern de laboratori, però si fem ús de recursos digitals, podem fer servir programari de fulls de càlcul que mostren graelles disposades en files i columnes que es relacionen en coordenades alfa-numèriques, que també s'utilitzen en els escacs per saber el moviment de les fitxes, o en el joc de guerra de vaixells per saber on s'ubiquen. Tornem a l'exemple de la taula anterior, però ara mirem-lo més a fons.

Exemple: variació de la posició d'un objecte amb el temps
 | A | B | C | D
1 | ID mesura | temps (s) | posició (m) | Observacions
2 | m_1 | 0 | 0 | posició inicial
3 | m_2 | 5 | 2 | ...
4 | m_3 | 10 | 6 | res destacable
5 | m_4 | 15 | 14 | ...
... | mn | ... | ... | ...

temps: magnitud 1 - variable independent
posició: magnitud 2 - variable dependent
  Important:
- Fixeu-vos que a les cel·les que contenen les dades NO indiquem unitats (només valors), ja que si després fem el tractament de les dades amb fulls de càlcul, el programa cal que interpreti correctament quins són els números a representar i la cel·la ha de tenir format numèric.
- Quan representem la taula de valors en un gràfic seleccionarem aquelles cel·les que contenen els valors a representar (de la cel·la B2 fins a la cel·la C5, en aquest cas) i seleccionarem també les capçaleres (etiquetes), per tal que ens figurin ja al gràfic per tant posaríem el rang des de B1 fins a C5 (B1:C5).
- En una COLUMNA de la taula de dades hi haurà totes les dades relacionades amb una de les magnituds. A la primera cel·la de la columna la magnitud que estem analitzant + les unitats amb les que treballem en aquella magnitud.
- Cada columna, i per tant, cada tipus diferent de dada o magnitud que avaluarem, es posarà en una columna diferent. Aquestes columnes tenen un capçal no modificable als fulls de càlcul especificat amb lletres majúscules (A, B, C, D, ..., ZZ).

  - Per exemple: la 2a columna (columna B), ens indica que estem mesurant el temps en segons (s) i ens dona el valor del temps que pren cada mesura (m_1, m_2....m_n).

- En una FILA hi haurà les dades realitzades per cada mesura (m_1, m_2....m_n) de cada magnitud a analitzar o observar o les anotacions que fan referència NOMÉS a aquella mesura que hàgim seleccionat.

  - Per exemple: la 3a mesura (fila 4), ens indica que és la mesura 3 (m_3) i quan el temps era de 10 segons la posició de l'objecte era de 6 metres respecte a l'origen de coordenades.

Representació gràfica

Un cop tenim clares totes les dades ja podem representar el gràfic, ja sigui en paper o en un programa de tipus "full de càlcul" per fer les anàlisi i treure'n les conclusions específiques i fer comparatives entre dades. Posem la taula i el gràfic per poder-los comparar conjuntament.

gràfic realitzat amb Chart Maker BEAM

💡 [Reflexions]

- Quan temps ha passat fins que l'objecte s'ha posat a 14m?
- És previsible que a mesura que augmenti el temps l'objecte retrocedeixi si observem aquestes dades?
- Podem assegurar que això seria així? 🤔

 Recursos El programari per a fer ús de fulls de càlcul es pot trobar en qualsevol paquet de recursos ofimàtics:

 Programari lliure, no cal registre:
- Libre Office ( informació - descàrrega ) (programari lliure, no cal registre)
- Open Office (descàrrega) (programari lliure, no cal registre)

 Videotutorial de LibreOffice Indexat

 Amb registre previ o llicència:
- Google Sheets (paquet d'eines de GSuite For Education)
- Excel (paquet d'Office de Microsoft - Office 365 ).

 Per representar gràfics online:
- Charts Builder: https://charts.hohli.com/ (sense registre previ, es pot compartir via enllaç, més o menys senzill d'utilitzar)
- Chart To go: https://www.chartgo.com/index.jsp (permet descarregar en múltiples formats)
- Online Chart Tool https://www.onlinecharttool.com/ \( \equiv \) https://www.generadordegraficos.com/ (eina més complexa però que proporciona moltes possibilitats d'edició)
- Eina suggerida a l' Edu365 :  Chart Maker BEAM (cal registrar-se amb un nom i un correu per descarregar-ho)

Taula en codi HTML (modificable): @annacasamitjana sota sota llicència Creative Commons BY-NC-ND

gràfic realitzat a www.onlinecharttool.com ,

Conclusions i publicació de resultats

Drets de la imatge: imatge lliure de drets d’autor sota sota llicència Creative Commons - Piqsels

Conclusions i publicació de resultats

 Un cop hem representat les dades podem observar com dèiem abans: la tendència que segueixen les dades i podrem preveure amb una certa fiabilitat o no què podria passar en un futur o analitzar què ha passat en algun moment determinat en les mesures.

A les conclusions d'una experimentació:
- Donarem resposta als objectius inicials proposats i a l'observació feta.
- Podrem decidir si la hipòtesi o les hipòtesi de partida eren correctes o no i justificar-ho.
- Donar exemples de relacions entre dades.
- Podem fer propostes de millora per a dur a terme en una altra repetició de l'experiència, ja sigui en la part experimental o en la recollida de dades.

A l'hora de publicar els resultats:
- Exposarem tots els passos realitzats en l'estudi, detallats i amb suports visuals, si s'escau.
- Les fonts d'informació, la bibliografia.