如何平移路径上的图形（过山车）

Question

有可能做这样的事情吗：

我能做的最好的事情是这样的：

使用此代码：

\documentclass[symmetric,justified,a4paper]{tufte-book} 
\usepackage[utf8]{inputenc} 
\usepackage[decimalsymbol=comma,per-mode=fraction,exponent-product = \cdot]{siunitx}
\sisetup{load-configurations = abbreviations}
\usepackage{pgf,tikz}
\usepackage{pgfplots}
\usetikzlibrary{calc,patterns,decorations.pathmorphing,decorations.markings,arrows}
\usepackage{tkz-euclide}
\usetikzlibrary{calc,intersections,through,backgrounds,snakes}
\usepackage{mathtools}
\begin{document}
        \begin{center}
        \begin{tikzpicture}[scale=0.75]
        \tkzInit[ymin=-0.6,ymax=6, xmin=0,xmax=14]
        \tkzClip
        %\tkzGrid
        \tkzDefPoints{2/3/A, 4/3/B, 9/3/C, 11/3/D, 6/2/E, 8/2/F};
        \draw [very thick] (0,0) -- (14,0);
        \draw [<->,dashed] (0,5.2) -- (7,5.2) node[pos=0.5,above] {$\Delta x=\SI{5,0}{m}$} ;
        \draw [fill=black!20] (0,0.2) rectangle (2,4.8);
        \draw [fill=black!20] (7,0.2) rectangle (9,4.8);
        \draw [->, ultra thick] (A) -- (B) node[pos=0.5,above] {$F=\SI{50}{\N}$};
        \draw [->, ultra thick] (C) -- (D) node[pos=0.5,above] {$F=\SI{50}{\N}$};
        \draw [fill,pattern=north east lines,draw=none] (0,0) rectangle (14,-0.5);
        \draw [thick,red] plot [smooth] coordinates { (0,0) (2,0) (6,5) (7,0) (10,4) (14,0)};

        \end{tikzpicture}
        \end{center}
\end{document}

所以我的问题是，我是否可以制作带有孩子的红色盒子，并将其平移到路径上（同时使路径看起来更好）。过山车方形图案会很好，但不是必须的。

Answer 1

这是我的尝试：

我必须更改一些值，例如灰色矩形之间的距离，以便有足够的空间。为了更好地模拟过山车路径，您可以使用.. controls () and () ..或[out=<angle OUT>,in=<angle IN>]；我尝试使用后者，即使使用controls前者能够更轻松地定义复杂路径（但花费更多时间来尝试定义所有控制点）。

为了定义戒酒孩子的风格，我改编了 Gonzalo Medina 的代码，来自“TikZ 中的直线，中间带有“连续”标记“。不幸的是，我无法根据线的斜率自动旋转节点，但rotate=..如果节点必须是right或above等等，您只需设置正确的值和。

至于过山车网格，我只是使用相同的过山车路径来剪辑与图片一样大的网格。

\documentclass[symmetric,justified,a4paper]{tufte-book}
\usepackage[utf8]{inputenc} 
\usepackage[decimalsymbol=comma,per-mode=fraction,exponent-product = \cdot]{siunitx}
\sisetup{load-configurations = abbreviations}
\usepackage{pgf,tikz}
\usepackage{pgfplots}
\usetikzlibrary{calc,patterns,decorations.pathmorphing,decorations.markings,arrows}
\usepackage{tkz-euclide}
\usetikzlibrary{calc,intersections,through,backgrounds,snakes}
\usepackage{mathtools}

\def\WagonW{7.5pt}
\def\WagonH{5pt}
\def\KidHead{2pt}
\tikzset{
  Kid/.style={
    postaction={decorate,
      decoration={
        markings,
        mark=at position #1 with
          {
              \draw[red,fill=red] (0pt,0pt) rectangle (\WagonW,\WagonH);
              \draw[black,fill=black] (3.5pt,8pt) circle (\KidHead);
              \draw[-,black,thick] (3.5pt,5.5pt) -- (-2pt,7pt);
              \draw[-,black,thick] (3.5pt,5.5pt) -- (8.5pt,7pt);
          }
       }
    }
  },
  Kid/.default={0.5}
}
\begin{document}
        \begin{tikzpicture}[scale=0.75]
        \tkzInit[ymin=-0.6,ymax=6, xmin=0,xmax=17]
        \tkzClip
        %\tkzGrid
        \tkzDefPoints{2/3.5/A, 4/3.5/B, 12/3.5/C, 14/3.5/D, 6/2/E, 8/2/F};

        \draw [very thick] (0,0) -- (17,0);
        \draw [<->,dashed] (0,5.2) -- (10,5.2) node[pos=0.5,above] {$\Delta x=\SI{5,0}{m}$};
        \draw [fill=black!20] (0,0.2) rectangle (2,4.8);
        \draw [fill=black!20] (10,0.2) rectangle (12,4.8);

        \draw [fill,pattern=north east lines,draw=none,name path=ground] (0,0) rectangle (17,-0.5);
        \draw [thick,red,name path=rollercoaster] (0,0) -- (2,0)  to [out=0,in=180]  (6,5) to [out=0,in=180] node[pos=0.1,rotate=50,right,Kid]{} node[rotate=20,right,Kid]{} (10,0) to [out=0,in=180] (14,3.5) to [out=0,in=180] node[pos=0,rotate=80,right,Kid]{} (17,0);

        \draw [->, ultra thick] (A) -- (B) node[pos=0.5,above] {$F=\SI{50}{\N}$};
        \draw [->, ultra thick] (C) -- (D) node[pos=0.5,above] {$F=\SI{50}{\N}$};

        \path[clip] (0,0) -- (2,0)  to [out=0,in=180]  (6,5) to [out=0,in=180] (10,0) to [out=0,in=180] (14,3.5) to [out=0,in=180] (17,0);
        \draw[red,step=0.5cm] (0,0) grid (17,8);
        \end{tikzpicture}
\end{document}