Vectores tangentes a un anillo en tikz

Question

Estoy intentando crear una imagen con Tikz similar a esta.

y escribí este código, parcialmente basado en el códigoeste hilocomo

\documentclass{scrartcl}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}

\begin{document}

\newcommand{\xangle}{7}
\newcommand{\yangle}{137.5}
\newcommand{\zangle}{90}

\newcommand{\xlength}{1}
\newcommand{\ylength}{0.5}
\newcommand{\zlength}{1}

\pgfmathsetmacro{\xx}{\xlength*cos(\xangle)}
\pgfmathsetmacro{\xy}{\xlength*sin(\xangle)}
\pgfmathsetmacro{\yx}{\ylength*cos(\yangle)}
\pgfmathsetmacro{\yy}{\ylength*sin(\yangle)}
\pgfmathsetmacro{\zx}{\zlength*cos(\zangle)}
\pgfmathsetmacro{\zy}{\zlength*sin(\zangle)}

\begin{tikzpicture}
[   x={(\xx cm,\xy cm)},
    y={(\yx cm,\yy cm)},
    z={(\zx cm,\zy cm)},
]

\draw[dashed] (0,0,0) circle (4.5);


\draw[blue!80!black,->] (240:4.5) -- (240:5.5);
\node[blue!80!black] at (240:5.8) {y};
\draw[green!80!black,->] (240:4.5) -- ++(0,0,1);
\node[green!80!black] at ($(240:4.5)+(0,0,1.2)$) {z};
\draw[red!80!black,->] (240:4.5) -- ++ (240+90:1);
\node[red!80!black] at ($(240:4.5)+(240+90:1.3)$) {x};
\fill[black!50!gray,draw=black!50!black] (240:4.5) circle (0.05cm);

\foreach \d in {0,60,120,180,240,300}
{
    \draw[thick, black,->] (\d:4.5) -- ++(1,1,1);
}

\end{tikzpicture}

\end{document}

Pero obtengo todo el vector apuntando en la misma dirección. ¿Cómo puedo arreglarlo para que sea similar a la primera figura? ¿Y también cómo puedo sumar los ángulos \alpha y \beta como en la primera figura?

Answer 1

Puedes usartikz-3dplot aquí. Le permite cambiar a coordenadas rotadas. Mi opinión es que realmente quieres transportar en paralelo ungiradovector, como en la captura de pantalla. El transporte paralelo de la tangente sería mucho más fácil, solo necesitas usar el plano xy. (Avíseme si esto es lo que desea).

Los ángulos de rotación del vector que se va a transportar en paralelo se guardan en las "funciones" alphay beta. Se pueden ajustar a voluntad, así como los ángulos de visión.

\documentclass[tikz,border=3mm]{standalone}
\usepackage{tikz-3dplot}
\begin{document}
\tdplotsetmaincoords{70}{00}%<- set view angles
\begin{tikzpicture}[>=stealth,line cap=round,
    tdplot_main_coords,%<- install 3d view
    declare function={R=4;alpha=-40;beta=-50;}%<- radius of the circle and angles
    ]
 \begin{scope}[canvas is xy plane at z=0]
  \draw[semithick] (0,0) circle[radius=R];
  \draw[thick,->,blue] (-1.5,-R) -- ++ (3,0) node[right]{$t$};
  \draw (1,-R) arc[start angle=0,end angle=alpha,radius=1];
  \path foreach \X in {0,...,5}
  {(-90+\X*60:R) coordinate (p\X)}; % points along the circle
 \end{scope}
 % rotated plane at p0
 \tdplotsetrotatedcoords{alpha}{0}{0}
 \begin{scope}[tdplot_rotated_coords,canvas is xz plane at y=0,shift={(p0)}]
  \draw (0,0) rectangle ++ ((90+beta:{1/abs(cos(alpha))}) (1,0) node[right]{$\alpha$};
  \draw[thick,->,red]  (-90+beta:{1/abs(cos(alpha))})
     -- ++ (90+beta:{2/abs(cos(alpha))});
  \draw[->] (0,-1) -- (0,1) node[above]{$z$};    
  \draw (0,0.5) arc[start angle=90,end angle=90+beta,radius=0.5]
      node[midway,above right] {$\beta$};
 \end{scope}
 % other planes
 \foreach \X in {1,...,5}
 {\tdplotsetrotatedcoords{alpha}{0}{\X*60}
 \begin{scope}[tdplot_rotated_coords,canvas is xz plane at y=0,shift={(p\X)}]
  \draw[thick,->,red]  (-90+beta:{1/abs(cos(alpha))})
     -- ++ (90+beta:{2/abs(cos(alpha))});
 \end{scope}}
\end{tikzpicture}
\end{document}