10分で終わる自由研究7選【中学生向け】夏休み終了間際で焦ったけどできたやつ！

• 短時間でできること！
• 家にある材料でできること！
• 方法が簡単であること！

【なぜ？】
ペットボトルを強く押してぱっと放すと、
白い雲ができるのはなぜ？

【準備するもの】

• 炭酸飲料のペットボトル（500mL）1本
• 消毒用アルコール（エタノール）
• 消臭スプレー

【実験のやり方】

1. ペットボトルにアルコールを少量（5mL程度）入れる。
2. 消臭スプレーをひと吹き注入し、しっかりふたを閉める。
3. ペットボトルを両手で温めながら、くもりが取れるまでゆっくり動かす。
4. ペットボトルを強く押して中が透明であることを確認し、指の力を瞬時にゆるめる。
   この動作を繰り返し、中の様子を観察します。

【考察ポイント】断熱膨張

少し意外に感じるかもしれませんが、空気のかたまりは別の空気と混じりにくい性質があります。ある空気のかたまりが急に気圧の低い上空に持ち上げられると、まわりの空気の温度の影響をほとんど受けずに体積が膨張します。すると、その空気のかたまりの温度が一気に下がり、空気中の水蒸気が雲になります。これが、自然界で起こる断熱膨張です。地表付近の空気が強い日射で温められて軽くなり、上昇してできる入道雲がその代表。低気圧に周囲の空気が吹き込んでできる雲や、山の斜面に風がぶつかってできる雲などもこのしくみで生まれます。
断熱膨張とは逆に、上空にある雲を含んだ空気のかたまりが急に気圧の高い地表付近に降ろされると、体積が圧縮されて全体の温度が一気に上がり、雲が消える断熱圧縮が起こります。強い気流が高い山脈を越えるときに発生するフェーン現象や、高気圧の中心部で見られる晴天は自然界の断熱圧縮によるものです。

：日本ガイシNGKサイエンスサイトより引用

【なぜ？】

絵の上に透明な筒を置くと、拡大された絵の中に
縮小された部分が現れるのはなぜ？

【準備するもの】

• 円筒形の透明な密閉容器（直径2cm〜5cm程度）
• 水
• 絵や雑誌

【実験のやり方】

1. 円筒形の容器に水をいっぱいに入れ、1〜2滴分捨ててから、ふたをしっかり閉めます。
2. 容器を横にして、泡の形をチェックします。
   容器の直径の1/4〜1/3の大きさで、円形に 近い泡が理想的です。
3. 絵などの上に水を入れた容器を水平に置き、泡の部分と
   その他の部分で見え方がどう変わるかを観察します。
4. 泡の大きさや容器の直径、形状の違いで、見え方がどう変わるか調べましょう。

【考察ポイント】乱反射

拡大と縮小が同時に見られる秘密は、透明な筒に入れた水にあります。水で筒を完全に満たすのではなく、少しだけ空気が残るように量を調節しているのです。
水は筒の形によって真ん中が厚く両端が薄い形状になるので、水に満たされた部分は凸レンズと同じはたらきをします。そのため、筒の向こう側が拡大されて見えます。一方、空気の泡がある部分では、水がまるい泡に押されてへこみ、凹レンズのような形状になります。そのため、泡の部分では縮小されて見えるのです。
ところで、空気の泡はなぜまるくなるのでしょう?
水は分子どうしが引っ張り合う力が強い物質です。水分子が互いに引っ張り合う結果、空気との境界面をできるだけ小さくしようとして、まるくなります。これを表面張力といい、コップのふちで水が盛り上がるのも同じ理由です。
：日本ガイシNGKサイエンスサイトより引用

【なぜ？】

水の中にいろいろな野菜を入れてみたら
浮くものと浮かないものがあったのはなぜ？

【準備するもの】

• 透明の大きな容器（水槽など）
• 家にある野菜いろいろ

【実験のやり方】

1. 透明の容器に、深めに水を入れる。
2. 野菜を水に入れ、浮くかどうかを調べる。

【考察ポイント】密度

野菜が沈むか浮くかは、大きさよりも
密度（体積当たりの重さ）が関係している。

密度が水より重い野菜は沈み
軽い野菜は浮く。

一般的に、地上で育つ野菜は浮き
地下で育つ野菜（根菜類）は沈むんですって。