「エネルギーと熱」のアトリエ

重力ポテンシャル U = −GMm/r、全力学的エネルギー、脱出速度まで踏み込む発展版。

• 運動方程式 m d²x/dt²=F
• エネルギー・運動量・角運動量保存
• 中心力

同じ2点を結ぶ坂のうち、摩擦のない質点が重力だけで一番速く滑り落ちる形はサイクロイド。速さは落差で決まり（v=√(2gh)）、最短距離の直線より先に落ちて加速する曲線が速い。

• 最速降下線＝サイクロイド
• 最短距離≠最速
• 速さは落差で決まる（エネルギー保存 v=√(2gh)）

熱の伝わり方には伝導・対流・放射がある。オーブンは放射と熱風（対流）で食材の表面を熱し、内部へは伝導でゆっくり伝わる。電子レンジはマイクロ波が食材の中（表面〜約1.5cm）までしみ込み、水分子を直接ゆらして体積ごと発熱させる（誘電加熱）。だからレンジは中まで早く温まるが表面は蒸発で約100℃止まりで焦げず、オーブンは表面が180〜230℃に達して焦げるが中心は遅れる。

• 伝導
• 対流
• 放射

暖かい空気は密度が小さく軽いので昇り、冷たい空気は重いので沈む。この温度差が生む流れが自然対流。冷房では冷気が床にたまり、上下に温度ムラ（温度成層 ΔT）ができる。

• 自然対流
• 対流
• 浮力

マイクラ回路と現実世界を並べて、論理回路の入力・出力・記憶・使い分けを 5 つの工房卓で。

• 真理値表
• カルノー図
• 全加算器