A diferencia de la experiencia más generalizada, el experimento científico no estudia directamente la naturaleza, sino que <la recrea artificialmente en el laboratorio>, reproduciendo sólo un modelo simplificado de los hechos naturales y evitando así la accidentalidad que complica los fenómenos en la vida normal. Disminuyendo los tiempos en los que normalmente se cumplen los procesos naturales, el experimento elimina los <ruidos> y anula las interferencias.
El experimento, en definitiva, no es una observación casual, sino una pregunta concreta hecha a la naturaleza; según la terminología utilizada por Galileo, es la prueba, la comprobación de una hipótesis por medio de una experiencia sensata (es decir, sensible, experimental).
Un buen ejemplo de investigación científica mediante experiencias sensatas (--> Experiencias/Demostraciones) es el modo en que Galileo estudió la fuerza de gravedad, llegando a descubrir la ley del movimiento uniformemente acelerado de los graves: un mentís clamoroso a la teoría de Aristóteles, que consideraba la velocidad de la caída proporcional al peso.
El plano inclinado que construyó para el estudio del movimiento gravitacional es relativamente simple desde el punto de vista tecnológico: consiste en una viga de seis metros de largo, de buena madera (para impedir que se combe) y que puede inclinarse a voluntad, dotada de una acanaladura cuidadosamente alisada para reducir al mínimo la fricción de las bolas.
Este aparato tan sencillo tiene ya las características de un moderno instrumento científico, porque permite modular a voluntad cualquier parámetro notable de la experiencia. La inclinación, por ejemplo, puede reducirse haciendo más lentos los tiempos de caída, o bien aumentarse hasta rozar la verticalidad (de este modo, la caída libre se convierte en un simple caso límite).
Al principio, Galileo afrontó el problema central (es decir, la comprobación exacta de los tiempos de caída) situando en el plano inclinado a intervalos regulares unas campanillas, de modo que sonasen al paso de la bola. Galileo, además de haber estudiado música, era también un avezado intérprete y contaba con la sensibilidad de su oído, muy entrenado para percibir ritmos e intervalos sonoros. Pero se trataba evidentemente de una solución aún primitiva, insuficiente para llegar a una cuantificación precisa de los tiempos.
El ingenio de Galileo resolvió brillantemente el problema con la construcción de un reloj de agua. Hacía coincidir el comienzo de la caída del grávido con la apertura de un grifo colocado bajo un tanque (mantenido a presión constante en todas las mediciones). Al final de la caída, bastaba con cerrar el grifo y ocuparse de pesar el líquido almacenado; de este modo transformaba las cantidades de tiempo en cantidades de peso, mensurables y cotejables con gran precisión. Galileo descubrió así que, aunque una mayor inclinación del plano hacía aumentar la velocidad de caída, la relación entre espacios recorridos y tiempos empleados se mantenía constante para cualquier inclinación (por lo tanto, también en el caso límite de la caída libre). Descubrió sobre todo que esta aceleración no depende del peso, en contra de lo que afirmaba Aristóteles.
