倾斜矩形的中心点

Question

我正在尝试绘制力图。我将矩形倾斜成直角，并且向量指向上方。如何制作权重向量？我希望它指向下方并从倾斜矩形的中心点开始，但我不知道该怎么做。这是代码。

Answer 1

如何找到权重向量

因为您正在为一个物理问题绘制图表，所以我们可以按照解决问题的相同方法来绘制该图表。

1. 切换到盒子的参考系。在 Ti钾Z，这意味着我们假装没有旋转。让我们让角度θ是宏\myAngle。权重向量如下图红色所示。

        

2. 权重向量具有X-组件毫克 罪（θ)，以及是-组成部分 −毫克 余弦(θ)。我们希望在我们的 Ti 中使用这些组件钾Z 代码也是如此。块中心的坐标为 (2.25, 2.55)，因此这是权重向量的起点。因此终点为({2.25 + \mg * sin(\myAngle)}, {2.55 - \mg * cos(\myAngle)})。

3. 最后，我们切换回实验室参考系，其中块位于斜坡上。为此，我们将选项应用于rotate around={-\myAngle:(1.5,2.1)}块、法向力矢量和重量矢量。

生成的图像

代码

我太懒了，无法\mg根据您在代码中提供的法向力的值来实际确定块的重量，所以我将其留给读者作为一点练习:)

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}

\def\mg{1.2}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  % The triangle
  \draw[black,thick](0,0) -- (5,0) -- (0,3) -- cycle;
  
  % Drawing theta
  \draw(3.5,0) arc (180:135:1) node[midway,anchor=east,black]{$\theta$};
  
  % Calculate the rotation
  \pgfmathsetmacro{\myAngle}{atan(3/5)}
  
  % Rectangle, normal force, and gravity
  \draw[rotate around={-\myAngle:(1.5,2.1)}] (1.5,2.1) rectangle (3,3);
  \draw[rotate around={-\myAngle:(1.5,2.1)}, black, ->, thick]
    (2.25,2.55) -- (2.25,3.55);
  \draw[rotate around={-\myAngle:(1.5,2.1)}, black, ->, thick]
    (2.25,2.55) -- ({2.25 + \mg * sin(\myAngle)}, {2.55 - \mg * cos(\myAngle)});
\end{tikzpicture}

\end{document}

Answer 2

计算坐标的另一种方法。

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{angles,calc,quotes}
\begin{document}
    \begin{tikzpicture}[thick]
        \pgfmathsetlengthmacro{\rew}{1.5cm} % rectangle width
        \pgfmathsetlengthmacro{\reh}{0.9cm} % rectangle height
        \draw (0,0) coordinate (A) -- (5,0) coordinate (B) -- (0,3) coordinate (C) -- cycle;
        \pic[draw, angle radius=1.5cm, "$\theta$", angle eccentricity=1.2] {angle = C--B--A};
        \coordinate (A1) at (1.5,2.1);
        \coordinate (A2) at ($(A1)!\rew!(B)$);
        \coordinate (A3) at ($(A2)!\reh!90:(B)$);
        \coordinate (A4) at ($(A1)!\reh!90:(B)$);
        \draw (A1) -- (A2) -- (A3) -- (A4) -- cycle;
        \coordinate (M) at ($(A1)!0.5!(A2)$); % center of  A1--A2
        \coordinate (X) at ($(A1)!0.5!(A3)$); % center of rectangle
        \draw[->] (X) -- ($(X)!-1cm!(M)$);
        \draw[->,red] (X) -- ++(0,-1);
    \end{tikzpicture}
\end{document}