Was ist das TikZ-Äquivalent für den folgenden PSTricks-Code? Zeichnen eines Freifalldiagramms

Question

Ich möchte TikZ mit dem Ansatz „Lernen anhand von Beispielen“ lernen, da ich auf diese Weise Zeit spare, da ich unnötige Konzepte überspringe. Ich habe ein Beispiel erstellt, es ist ein Freifalldiagramm in PSTricks wie folgt.

\documentclass[pstricks,border=12pt]{standalone}
\usepackage{multido}
\usepackage[nomessages]{fp}
\def\LoadConstants{}
\newcommand\const[3][3]{%
    \edef\temporary{round(#3}%
    \expandafter\FPeval\csname#2\expandafter\endcsname
        \expandafter{\temporary:#1)}%
        \edef\LoadConstants{\LoadConstants
            \noexpand\pstVerb{/#2 \csname#2\endcsname\space def}}%
}


\const[1]{G}{9.8}
\const[1]{Tfinal}{2.0}
\def\y(#1){-G/2*#1^2}
\const[1]{Yfinal}{\y(Tfinal)}

\SpecialCoor
\usepackage{siunitx}
\begin{document}
\begin{pspicture}[showgrid=false](3.5,\Yfinal)
    \LoadConstants
    \psline(1.5,0)(1.5,\Yfinal)
    \multido{\n=0.0+0.5}{5}
    {
        \const[1]{Yt}{\y(\n)}%
        \rput[r](*1.25 {\y(\n)}){$\SI{\Yt}{\meter}$}
        \psline(1.4,\Yt)(1.6,\Yt)
        \rput[l](*1.75 {\y(\n)}){$t=\SI{\n}{\second}$}
        \pscircle*(*3.5 {\y(\n)}){5pt}
    }
\end{pspicture}
\end{document}

Ich habe ein Problem bei der Auswertung algebraischer Ausdrücke und beim Ausdrucken ihrer Werte in TikZ. Dies ist mein Versuch.

\documentclass[tikz,border=12pt]{standalone}


\def\G{9.8}
\def\Tfinal{2.0}
\def\y(#1){-\G/2*#1^2}
\def\Yfinal{\y(\Tfinal)}


\usepackage{siunitx}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
    \draw (1.5,0) -- (1.5,\Yfinal);
    \foreach \n in {0.0,0.5,...,2.0}
    {
        \draw ({1.25},{\y(\n)}) node {$\SI{\y(\n)}{\meter}$};
        \draw ({1.4},{\y(\n)}) -- ({1.6},{\y(\n)});
        \draw ({1.75},{\y(\n)}) node {$t=\SI{\n}{\second}$};
        \draw[fill=black] ({3.5},{\y(\n)}) circle (5pt);
    }
\end{tikzpicture}
\end{document}

Answer 1

Mein Vorschlag. Zunächst ist es nicht notwendig, die Axt bei 1,5 zu platzieren. Sie können 0 verwenden und wenn Sie andere Objekte hinzufügen müssen, können Sie mit einem Bereich verschieben. Ich habe früher \sisetupeinen Light-Code erhalten. Wie Sie sehen, können Sie entfernen \Yfinal. Die Knoten tmp haben die gleiche Breite, sodass es möglich ist, den Kreis relativ zu tmp.east zu platzieren. Auf diese Weise ist es möglich, das Bild zu skalieren. Persönlich bevorzuge ich \node at (x,y)anstelle von \draw (x,y) node.

aktualisieren

\documentclass[tikz,border=12pt]{standalone}
\usepackage{siunitx}
\sisetup{round-integer-to-decimal,
         round-mode = places,
         round-precision = 1}% possible numprint
\begin{document}

% constants
\def\G{9.8}
\def\Tfinal{2.0}
\def\y(#1){-\G/2*#1^2}

\begin{tikzpicture}% [scale=.5] possible with the next code
    \draw (0,0) -- (0,{\y(\Tfinal)}); % you don't nedd to use \Yfinal
    \foreach \n in {0.0,0.5,...,\Tfinal}
    {       
     \draw (-0.1,{\y(\n)}) -- (0.1,{\y(\n)});
     \node[left] at (-0.25,{\y(\n)}) {\pgfmathparse{\y(\n)}\SI{\pgfmathresult}{\meter}};
     \node[right] (tmp) at (0.25,{\y(\n)}) {$t=\SI{\n}{\second}$};
     \fill ([xshift=.25 cm]tmp.east) circle (5pt);
    }
\end{tikzpicture}
\end{document}

Answer 2

AsymptoteNur für den Fall, dass jemand es auch lernen möchte freefall.asy:

unitsize(5mm);
texpreamble("\usepackage["
  +"rm={oldstyle=true,tabular=true},"
  +"]{cfr-lm}");

real g=9.81;        // g constant
int n=5;            // number of time points
real dt=0.5;        // time interval
real tmax=(n-1)*dt; 

real h(real t){return t^2*g/2;};  // h(t) function

pair top=(0,0);
pair bottom=(0,-h(tmax));

real dx=0.6;                        // half of the tick width
guide tickMark=((-dx,0)--(dx,0));   // tick mark line

pair pos;
Label L;
real ballX=5;                       // x- coordinate of the ball
real ballR=0.5;                     // ball radius
path ball=scale(ballR)*unitcircle;  // the ball outline

pen startColor=darkblue;            
pen finalColor=orange;

pen ballColor(int i, int n){  // interpolates the color at i-th time reading
  return (n-1.0-i)/(n-1.0)*startColor+i/(n-1.0)*finalColor;
};

guide shadeScale=scale(0.6,1)*box((-dx,0),(dx,-h(tmax)));   // shade scale outline
axialshade(shadeScale,          // axial shading of the shade scale outline
  startColor+0.3*white, top,    // start color & position
  finalColor+0.3*white, bottom  // final color & position
);

transform toBallPos;
real t=0.0;

for(int i=0;i<n;++i){
  pos=(0,-h(t));
//  draw(shift(pos)*tickMark,white+1.6pt);
  draw(shift(pos)*tickMark,ballColor(i,n)+1.2pt);
  L=Label("$t=$"+format("%#5.1f",t)+"\,s");
  label(L,pos+(dx,0),E);
  label(((h(t)!=0)?"$-$":"")+format("%#7.2f",h(t))+"\,m",pos-(dx,0),W);
  toBallPos=shift(pos+(ballX,0));
  radialshade(toBallPos*ball,  // transform is applied by "*" on the left
    white,toBallPos*(0,0),0.07*ballR
   ,ballColor(i,n),toBallPos*(0,0),ballR); 
  t+=dt;
}

Um eine eigenständige Version zu erhalten freefall.pdf, führen Sie aus asy -f pdf freefall.asy.

Answer 3

\documentclass[tikz,border=12pt]{standalone}

\def\G{9.8}
\def\Tfinal{2.0}
\def\y(#1){-\G/2*#1^2}
\pgfmathparse{\y(\Tfinal)}
\edef\Yfinal{\pgfmathresult}

\usepackage[nomessages]{fp}
\usepackage{siunitx}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
    \draw (1.5,0) -- (1.5,\Yfinal);
    \foreach \n in {0.0,0.5,...,\Tfinal}
    {       
        \draw ({1.25},{\y(\n)}) node[anchor=east] {\pgfmathparse{\y(\n)}\FPeval\temp{round(\pgfmathresult:1)}$\SI{\temp}{\meter}$};
        \draw ({1.4},{\y(\n)}) -- ({1.6},{\y(\n)});
        \draw ({1.75},{\y(\n)}) node[anchor=west] {\pgfmathparse{\n}\FPeval\temp{round(\pgfmathresult:1)}$t=\SI{\temp}{\second}$};
        \draw[fill=black] ({3.5},{\y(\n)}) circle (5pt);
    }
\end{tikzpicture}
\end{document}

Da SI[round-mode=places,round-precision=1]...Änderungen 0.0an 0und \pgfmathprintnumberto[precision=1]{\pgfmathresult}{\temp}ein numerisches Format erzeugt werden, das nicht kompatibel ist, \SIverwende ich es jetzt \FPevalals Fallback.