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

大きなかたまりの氷は透明なのに、
同じ氷を細かく削ってかき氷にすると、
白く不透明になるのはなぜ？

【準備するもの】

• 透明な薄いプラスチックのシート
  （お総菜パックなどの平らな面を切ったもの）
• 紙やすり（1000〜2000番程度の細かいもの）
• セロハンテープ
• はさみ

【実験のやり方】

1. プラスチックシートの表面を紙やすりで
   白っぽくなるまでキズつけます
2. シートが不透明になって向こう側が見えないことを確認します。
3. ペシートの一部分にセロハンテープをぴったり貼りつけます。
4. テープを貼った部分だけ透明になることを確認します
5. テープをはがして、シートとテープを観察します。
   どちらも不透明になっています。

※氷でも同じようにやってみましょう！

【考察ポイント】乱反射

お風呂の鏡やめがねがくもるといった困った現象は、乱反射が原因です。鏡やレンズの表面で水蒸気が冷やされると、細かい水滴ができます。それぞれの水滴の表面で光がさまざまな方向に反射するので、白くくもって見えるのです。水をかけるなどして水滴を取り除くと、本来の性質を取り戻し、よく見えるようになります。
：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

汚れた10円玉を、調味料に漬けるとピカピカに
なるのはなぜ？
どの調味料が一番綺麗になるの？

【準備するもの】

• • 10円玉（汚れているもの）
  • 透明の容器
  • 家にある調味料

（砂糖、塩、しょうゆ、味噌、酒、みりん、
酢、めんつゆ、マヨネーズ、ケチャップなど
調味料なんでも）

【実験のやり方】

1. 透明容器にラベルを貼り、調味料の種類を書いておく。
2. 容器に10円玉を入れる。
3. 全てに調味料を入れ、5分放置。
4. 5分後中身を捨て、10円玉を軽く拭き、どう変化したか観察する。

【考察ポイント】酸化銅

10円玉の黒ずみは酸化銅といわれる「さび」です。
酸化銅は酸に触れると水に溶けるので、
酸と反応して表面の酸化銅が溶けて
きれいになったということですね。

酸性の強いものほど、10円玉が
綺麗になります。

【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。

【準備するもの】

• • 硬質カードケース（A5サイズ程度） 1枚
  • プッシュライト（押すと点灯する平べったい電池式照明器具） 1個
  • 半透明の食品保存容器 1個

※プッシュライトが入る大きさのもの

• スマートフォンまたはデジタルカメラ
• 植物の葉

【実験のやり方】

1. カードケースに観察する葉をはさみむ。
2. 食品保存容器に プッシュライトを入れ、点灯してふたを閉める。
3. 葉を入れたカードケースをライトボックスの上に置きます。
4. スマートフォンやデジタルカメラで葉を撮影します。
5. 葉の写真を拡大して観察します。

【考察ポイント】

葉脈は水を運ぶ道管と、養分を運ぶ師管が
合わさったものです。
根から吸い上げた水は
道管を通って葉のすみずみに送られます。

双子葉植物の葉は網状脈、単子葉植物は平行脈ですね。
この違いを調べてみてもおもしろいのでは
ないでしょうか。

【準備するもの】

• 千代紙（コピー用紙・色紙・新聞紙等でもOK）
• コンパス
• 水を入れた器
• セロハンテープ
• 定規

【実験のやり方】

1. コピー用紙などの紙に半径1.5cm～3cmの円と、その1/3の半径の同心円を描く。
2. 外側の円にそって紙を切り抜き、1/8に折りたたむ。
3. 内側の線より上を花びらの形に切る。
4. 開いて、花びら部分を内側に折りたたむ。
5. 器に水を入れ、花びらの平らな面を下にしてそっと浮かべる。
   紙の種類や大きさ、形による開き方の違いを比べてみよう。

【考察ポイント】

花びらの形に切った紙を小さく折りたたみます。それを水の上に置くと折り目が伸びて元の形に戻りました。まるで紙が元の形を覚えているようですが、ただの紙が形状記憶合金のようなはたらきをするのでしょうか。
紙は、植物のせんいをからみ合わせてつくられており、植物のせんいは水分を吸収すると太く短くなる性質があります。折りたたんだ紙を水に浮かべるとせんいが水分を吸収し、折り目の外側のせんいは折るときに引き伸ばされているのでとくに強く収縮します。その結果、水面側に紙が引っぱられるので折り目が伸び、花が咲いたように見えるのです。
水分によって折り目が元に戻る現象は、紙だけでなく、綿や麻などの植物せんいでつくった布でも生じるので、 シワになった衣類に霧吹きの霧や、アイロンのスチームを当てるとシワを伸ばすことができます。
：日本ガイシNGKサイエンスサイトより引用