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Botes de Remos: Diseño Experimental y Variables
Aprende a identificar puntos débiles en un experimento y a reconocer la variable independiente que explica diferencias en el desempeño.
📄 Pasaje — Botes de remos y condiciones del experimento
Estabilidad y velocidad de los botes de remos
Un bote de remos usa un sistema de palancas, llamadas remos, para impulsar el bote por el agua. La forma del bote, la posición de los remos y las condiciones del oleaje afectan el desempeño de un bote de remos. Los botes más anchos son más estables, mientras que los botes más angostos tienen menos resistencia al agua, lo cual les permite moverse a mayor velocidad. En muchas situaciones, los remos largos tienen más apalancamiento y proveen más potencia que los remos cortos. Para el canotaje recreativo y de competencia, las aguas profundas son mejores que las aguas poco profundas.
El agua actúa como un medio para transferir energía, a menudo del viento. Al remar en aguas profundas se elimina el efecto de resistencia al corte del agua sobre el bote. El agua profunda también permite que el remero evite el efecto de compresión de la energía, el cual causa que las olas se eleven y se rompan al acercarse a la costa.
En un gran lago interior de aguas profundas, se realiza un experimento para probar cuál forma del fondo de un bote es más estable.
Condiciones del Experimento (Estabilidad)
La altura promedio de las olas en el lago durante los meses de verano es de aproximadamente 1 metro.
Todos los botes se prueban durante el mismo mes de verano cuando las temperaturas no fluctúan más de 5 grados.
Se prueban un total de 5 botes diferentes.
Se hacen 10 pruebas con cada uno de los cinco botes en el lago.
Tabla 1: Características de la estabilidad de los botes de remos
| Número de bote | Forma del fondo | Largo × ancho | Longitud del remo | % de veces que se vuelca cuando olas > 1 m |
|---|---|---|---|---|
| Bote #1 | Plano | 4.58 m × 1.37 m | 2.1 m | 0% |
| Bote #2 | Plano | 5.18 m × 1.98 m | 2.5 m | 0% |
| Bote #3 | En forma de V | 5.20 m × 2.00 m | 2.1 m | 90% |
| Bote #4 | En forma de V | 8.20 m × 0.305 m | 3.8 m | 80% |
| Bote #5 | En forma de V | 7.32 m × 0.559 m | 2.9 m | 80% |
Azul = fondo plano (0% de vuelco). Amarillo = en forma de V (80–90% de vuelco).
🎨 Diagrama — ¿Por qué el experimento tiene un punto débil?
El problema: múltiples variables cambian al mismo tiempo
🔍 Análisis — Las dos preguntas
¿Por qué el experimento tiene un punto débil?
Pregunta 1: Punto débil del diseño experimental
El objetivo del experimento es probar cuál forma del fondo es más estable. Para aislar esa variable, TODOS los demás factores deberían mantenerse constantes. Pero la tabla muestra que los botes también difieren en:
🎯 Variable que se prueba
Forma del fondo (plano vs. en forma de V)
Esta ES la variable independiente correcta. El experimento la varía intencionalmente.
⚠️ Variables de confusión (problema)
Tamaño del bote varía entre botes
Longitud del remo varía (2.1 m, 2.5 m, 3.8 m, 2.9 m)
Estas también podrían causar diferencias en estabilidad.
El punto débil: Si el bote #3 (en V, 5.20×2.00 m) se vuelca más que el bote #1 (plano, 4.58×1.37 m), ¿es por la forma del fondo o por las diferencias de tamaño? No podemos saberlo porque cambian múltiples variables al mismo tiempo.
B ✅ — El experimento tiene demasiadas variables que pueden afectar los resultados.
Los botes difieren en forma del fondo, tamaño Y longitud del remo simultáneamente. Un buen experimento controla todas las variables excepto una. Aquí no se hizo eso → punto débil válido.
A ❌ — El experimento no debe incluir botes con formas diferentes del fondo.
INCORRECTO. Incluir botes con formas diferentes del fondo es exactamente el punto del experimento — eso es lo que se quiere comparar. Sin diferentes formas no hay nada que estudiar.
C ❌ — El experimento debe realizarse cuando la temperatura del agua es más baja.
El pasaje controla la temperatura (mismo mes, fluctuación máxima de 5°). La temperatura del agua no se menciona como variable clave para la estabilidad del bote en el pasaje.
D ❌ — El experimento tiene demasiadas pruebas.
10 pruebas por bote es razonable y bueno — más pruebas = más confiabilidad estadística. Tener pocas pruebas sería el problema, no muchas.
Pregunta 2: Variable que explica las diferencias de velocidad
Tabla 2: Velocidad del bote de remos (con un solo remero)
| Bote | Forma | Largo × ancho (m) | Longitud del remo (m) | Velocidad máxima (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | plano | 5.16 × 1.89 | 2.1 | 3.2 |
| 2 | plano | 5.18 × 1.98 | 2.2 | 3.4 |
| 3 | V | 5.20 × 2.00 | 2.1 | 4.5 ★ |
Para identificar qué variable explica la diferencia, buscamos el par de botes donde UNA sola cosa cambia:
Comparación clave — Bote 1 vs. Bote 3:
• Tamaño: muy similar (5.16×1.89 vs 5.20×2.00) ✓
• Longitud del remo: IGUAL (2.1 m = 2.1 m) ✓
• Forma del fondo: DIFERENTE (plano vs. V)
• Velocidad: muy diferente (3.2 vs. 4.5 m/s)
→ La única diferencia significativa entre los botes 1 y 3 es la forma del fondo. Por lo tanto, la forma del fondo es la variable que explica la diferencia de velocidad.
• Tamaño: muy similar (5.16×1.89 vs 5.20×2.00) ✓
• Longitud del remo: IGUAL (2.1 m = 2.1 m) ✓
• Forma del fondo: DIFERENTE (plano vs. V)
• Velocidad: muy diferente (3.2 vs. 4.5 m/s)
→ La única diferencia significativa entre los botes 1 y 3 es la forma del fondo. Por lo tanto, la forma del fondo es la variable que explica la diferencia de velocidad.
¿Por qué no es "longitud del remo"? Compare botes 1 y 2: misma forma (plano), remos 2.1 vs. 2.2 m → velocidad 3.2 vs. 3.4 (diferencia pequeña). Compare bote 2 vs. 3: formas diferentes, remos 2.2 vs. 2.1 → velocidad 3.4 vs. 4.5 (salto de 1.1 m/s). La mayor diferencia ocurre cuando cambia la FORMA, no el remo.
🎯 Las 2 preguntas del GED
Botes de remos — Diseño y análisis experimental
Pregunta 1 · Punto débil del experimento
¿Cuál es un punto débil en el diseño de este experimento?
¡Correcto! La respuesta es B.
Los botes del experimento no son iguales en tamaño ni en longitud de remo — solo debería cambiar la forma del fondo. Cuando múltiples variables cambian al mismo tiempo, no podemos saber cuál de ellas causó las diferencias en el resultado (vuelco).
Los botes del experimento no son iguales en tamaño ni en longitud de remo — solo debería cambiar la forma del fondo. Cuando múltiples variables cambian al mismo tiempo, no podemos saber cuál de ellas causó las diferencias en el resultado (vuelco).
No es correcto. La respuesta correcta es B.
El punto débil es que los botes difieren en MÚLTIPLES variables (forma, tamaño, longitud de remo) simultáneamente. Un experimento controlado debe cambiar solo UNA variable a la vez. Así no podemos saber si el vuelco es por la forma del fondo o por el tamaño diferente del bote.
El punto débil es que los botes difieren en MÚLTIPLES variables (forma, tamaño, longitud de remo) simultáneamente. Un experimento controlado debe cambiar solo UNA variable a la vez. Así no podemos saber si el vuelco es por la forma del fondo o por el tamaño diferente del bote.
Pregunta 2 · Variable que explica las diferencias
En un experimento relacionado, se probaron las velocidades de tres botes de remos con un solo remero. Use los datos de la tabla 2 para identificar la variable que explica las diferencias en el desempeño.
¡Correcto! La respuesta es C — forma del fondo.
Compare botes 1 y 3: tamaño similar, remo igual (2.1 m), pero forma diferente → velocidad muy diferente (3.2 vs. 4.5 m/s). La única variable que cambia significativamente entre estos dos botes y que puede explicar la gran diferencia de velocidad es la forma del fondo (plano vs. V).
Compare botes 1 y 3: tamaño similar, remo igual (2.1 m), pero forma diferente → velocidad muy diferente (3.2 vs. 4.5 m/s). La única variable que cambia significativamente entre estos dos botes y que puede explicar la gran diferencia de velocidad es la forma del fondo (plano vs. V).
No es correcto. La respuesta es C — forma del fondo.
Busca el par de botes donde UN solo factor sea diferente. Botes 1 y 3: misma longitud de remo (2.1 m), tamaño similar, pero forma diferente → velocidad muy distinta (3.2 vs. 4.5 m/s). La "velocidad máxima" (opción B) es el resultado medido, no la causa.
Busca el par de botes donde UN solo factor sea diferente. Botes 1 y 3: misma longitud de remo (2.1 m), tamaño similar, pero forma diferente → velocidad muy distinta (3.2 vs. 4.5 m/s). La "velocidad máxima" (opción B) es el resultado medido, no la causa.
💡 Estrategia para el GED
Diseño experimental: cómo encontrar puntos débiles y variables explicativas
- Un buen experimento cambia UNA sola variable a la vez. La variable que cambia intencionalmente = variable independiente. Todo lo demás debe mantenerse constante. Si cambian dos o más cosas, no puedes atribuir el resultado a ninguna de ellas con certeza.
- "Demasiadas variables" = punto débil clásico del GED. Cuando ves una tabla donde los grupos difieren en múltiples características (tamaño, forma Y longitud de remo a la vez), la respuesta sobre el punto débil casi siempre es "demasiadas variables sin controlar."
- Para encontrar la variable explicativa: busca el "par de control." Busca dos filas de la tabla que sean iguales en TODOS los factores menos uno. La diferencia entre esas dos filas es la variable que explica el resultado diferente. Bote 1 vs. 3: todo igual excepto la forma → forma explica la velocidad.
- La variable dependiente (resultado) nunca "explica" nada. La velocidad máxima es lo que se midió (el efecto), no lo que se cambió (la causa). En preguntas sobre "qué variable explica las diferencias", elimina inmediatamente el resultado medido.
- Más pruebas = mejor experimento. La opción D ("demasiadas pruebas") es incorrecta porque más repeticiones aumentan la confiabilidad. El problema real son las variables sin controlar, no el número de pruebas.
📚 Vocabulario esencial
Términos clave de diseño experimental
Variable independiente
Lo que el investigador cambia intencionalmente. En el experimento de estabilidad: la forma del fondo (plano vs. V). En el experimento de velocidad: también la forma del fondo.
Variable dependiente
Lo que se mide como resultado. En el experimento 1: el % de vuelcos. En el experimento 2: la velocidad máxima (m/s). Es el "efecto" de la variable independiente.
Variable de confusión
Una variable que no fue controlada y que podría afectar los resultados. Aquí: el tamaño del bote y la longitud del remo varían entre botes, lo que "confunde" los resultados.
Experimento controlado
Un experimento donde todos los factores excepto la variable independiente se mantienen constantes. Permite atribuir cualquier diferencia en el resultado directamente a la variable que se cambió.
Fondo plano vs. en forma de V
Los dos tipos de fondo estudiados. El fondo plano resultó en 0% de vuelcos (más estable). El fondo en V mostró 80–90% de vuelcos pero mayor velocidad (menos resistencia al agua).
Réplicas (pruebas repetidas)
10 pruebas por bote. Repetir el experimento varias veces aumenta la confiabilidad de los resultados — si un resultado ocurre en 9 de 10 pruebas, es más confiable que si ocurre solo una vez.
🏆 Práctica
10 preguntas de práctica
Pregunta 1 de 10
📊 Tabla de referencia
Resumen de las 2 preguntas
| Pregunta | Tipo | Razonamiento | Respuesta |
|---|---|---|---|
| P1 — Punto débil del diseño | Diseño experimental | Los botes difieren en forma, tamaño Y longitud de remo a la vez — no está controlado como experimento de variable única | B — Demasiadas variables |
| P2 — Variable explicativa de velocidad | Variable independiente | Botes 1 y 3: mismo remo (2.1 m), tamaño similar, diferente forma → gran diferencia de velocidad (3.2 vs 4.5 m/s) | C — Forma del fondo |