この図をラテックスを使用して描画するにはどうすればよいでしょうか?

Question

この図をLaTexで描くにはどうすればいいでしょうか？

Answer 1

このサイトには、このタイプの図がすでにかなりたくさん存在しますが、patterns.metaパターンをより簡単に制御できる はまだ存在しないかもしれません。(anglesライブラリを使用することもできますが、1 つのアークに対しては少々やりすぎかもしれません。)

\documentclass[tikz,border=3mm]{standalone}
\usetikzlibrary{decorations.pathmorphing,patterns.meta} 
\pgfdeclarepattern{
name=shatch, parameters={\hatchsize,\hatchangle,\hatchlinewidth}, 
bottom left={\pgfpoint{-.1pt}{-.1pt}},
top right={\pgfpoint{\hatchsize+.1pt}{\hatchsize+.1pt}}, tile size={\pgfpoint{\hatchsize}{\hatchsize}},
tile transformation={\pgftransformrotate{\hatchangle}}, code={
\pgfsetlinewidth{\hatchlinewidth} 
\pgfpathmoveto{\pgfpoint{-.1pt}{\hatchsize/2}} 
\pgfpathlineto{\pgfpoint{\hatchsize+.1pt}{\hatchsize/2}} 
\pgfusepath{stroke}
} }
\tikzset{
hatch size/.store in=\hatchsize,
hatch angle/.store in=\hatchangle,
hatch line width/.store in=\hatchlinewidth, 
hatch size=5pt,
hatch angle=0pt,
hatch line width=.5pt,
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[declare function={beta=30;},>=stealth,semithick]
 \begin{scope}[rotate=-beta]
  \path[pattern=shatch] (0,0) rectangle (-0.4,1.2); 
  \draw[<->] (0,2) node[right] {$y$} |- (6,0) node[right]{$x$}
   coordinate[pos=0.95](x);
  \draw[decorate,decoration={zigzag,segment length=4mm,amplitude=2mm}]
   (0,0.2) -- (4,0.2) node[midway,above=2ex]{$(k,\ell)$};
  \draw[fill=cyan] (3.8,0) rectangle ++ (0.6,0.4); 
  \path (4.1,0.5) node[above right] {$M(m)$};
 \end{scope}
 \draw (x) -- ++ (-5,0);
 \draw (x) + (-2,0) arc[start angle=180,end angle=180-beta,radius=2]
  node[midway,left] {$\beta$};
 \draw[<-] (3,2) -- ++ (0,1); 
 \draw[->] (3.1,2.6) -- ++ (0.5,0) node[midway,below] {$g$}; 
\end{tikzpicture}
\end{document}