Движение снаряда: измените старый код и сделайте его красивее

Question

Учитывая это изображение,

где игрок в гольф бросает мяч под углом 54.0°выше горизонтали и со скоростью v₀=13.5 m/s. Глядя на этот прекрасный старый ответРисование графика, отображающего движение снаряда, с использованием LaTeXпользователя @Mark Wibrow

с полным кодом:

\documentclass[tikz,border=5]{standalone}
\usepackage[prefix=]{xcolor-material}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[x=(330:1cm),y=(30:1cm),z=(90:1cm)]
\fill [LightGreen] (-1,-1,0) -- (-.5,1,0) -- (11,2,0) -- (11,-2,0) -- cycle;
\fill [Green] (9,0,0) circle [x radius=1.5, y radius=1];
\fill [black] (10,0,0) circle [x radius=.1, y radius=.1];
\draw [Brown, thick, line cap=round] (10,0,0) -- (10,0,1);
\fill [Red] (10,0,1) -- (9.8,0,0.9) -- (10,0,0.8) -- cycle;
\fill [Yellow, shift={(7,0,0)}] 
  plot [domain=0:340, samples=20, smooth cycle, variable=\t] 
    (\t:rnd/16+0.25 and rnd/8+0.75);
\foreach \a [evaluate={\v=70; \T=\v*sin(\a)/9.807*2;}] in {10, 20, ..., 80} {
  \draw [x=(330:0.5pt), z=(90:0.5pt), Black, dashed]
    plot [smooth, domain=0:\T, samples=50, variable=\t] 
      (\v*\t*cos \a, 0, -9.807/2*\t^2+\v*\t*sin \a +0.1016) coordinate (end);
  \fill [White] (end) circle [radius=1pt];
}
\end{tikzpicture}
\end{document} 

Исходя из уравнения общей траектории

y=(tan α)x-[1/(2gv₀²cos²α)]x²

Является ли это возможным

• добавить xось - и yось - с делениями (и метками)?
• чтобы мячи для гольфа находились очень близко к высоте, ниже пунктирной черной линии (или линии продолжения) траектории, как на начальном изображении?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Я немного изменил код Vanish OP....

\documentclass[tikz,border=5]{standalone}
\usepackage[prefix=]{xcolor-material}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[x=(330:1cm),y=(30:1cm),z=(90:1cm),
    declare function={v=70;% <- velocity (input)
        alpha=30;% <- angle (input)
        h=2*v*sin(alpha)/9.807;}]
\fill [LightGreen] (-1,-1,0) -- (-.5,1,0) -- (11,2,0) -- (11,-2,0) -- cycle;
\fill [Green] (9,0,0) circle [x radius=1.5, y radius=1];
\fill [black] (10,0,0) circle [x radius=.1, y radius=.1];
\draw [Brown, thick, line cap=round] (10,0,0) -- (10,0,1);
\fill [Red] (10,0,1) -- (9.8,0,0.9) -- (10,0,0.8) -- cycle;
\fill [Yellow, shift={(7,0,0)}] 
  plot [domain=0:320, samples=40, smooth cycle, variable=\t] 
    (\t:rnd/16+0.25 and rnd/8+0.75);
  \draw [x=(330:0.5pt), z=(90:0.5pt), White, dash pattern=on 0.1pt off 4pt, double, double distance=1pt, line cap=round]
    plot [smooth, domain=0:h, samples=50, variable=\t] 
      ({v*\t*cos(alpha)}, 0,{-9.807/2*\t*\t+v*\t*sin(alpha)+0.1016}) 
      coordinate (end);
  \fill [White] (end) circle [radius=2pt];
\end{tikzpicture}
\end{document} 

но я не могу указать траекторию, расстояние между шарами и ось с метками, чтобы это выглядело как 3D-чертеж.

Answer 1

Два основных изменения:

• линии, которые рисуют две оси, а также начало и конец
• некоторые <mark options>использовали для \draw plot[..., <mark options>]этого (равным образом расположенные по оси x) мячи для гольфа.

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usepackage[prefix=]{xcolor-material}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[x=(330:1cm),y=(30:1cm),z=(90:1cm)]
  % green ground
  \fill [LightGreen] (-1,-1,0) -- (-.5,1,0) -- (11,2,0) -- (11,-2,0) -- cycle;
  \fill[Green] (9,0,0) circle [x radius=1.5, y radius=1];
  % black hole
  \fill[black] (10,0,0) circle [x radius=.1, y radius=.1];
  % red flag
  \draw[Brown, thick, line cap=round] (10,0,0) -- (10,0,1);
  \fill[Red] (10,0,1) -- (9.8,0,0.9) -- (10,0,0.8) -- cycle;
  % yellow sand hill
  \fill[Yellow, shift={(7,0,0)}] 
    plot [domain=0:340, samples=20, smooth cycle, variable=\t] 
      (\t:rnd/16+0.25 and rnd/8+0.75);

  % origin
  \node[below left] {$O$};
  % x-axis
  \draw (0, 0) -- (10, 0) 
    node[midway, yshift=-.8cm, rotate=330] {Distance, x (m)};
  \draw foreach \i in {2,4,6,8} 
    { (\i, 0) node[below, rotate=330] {\i} -- ++(0, .15) };
  % y-axis
  \draw (0, 0, 0) -- (0, 0, 5) 
    node[pos=.8, xshift=-.8cm, rotate=90] {Height, y(m)};
  \draw foreach \i in {2,4} 
    { (0, 0, \i) node[left] {\i} -- ++(.15, 0, 0) };

  \foreach \a[evaluate={\v=70; \T=\v*sin(\a)/9.807*2;}] in {10, 20, ..., 80} {
    \draw[x=(330:0.5pt), z=(90:0.5pt), Black, dashed]
      plot [smooth, domain=0:\T, samples=50, variable=\t,
            mark=*, mark repeat=2, mark size=1.8pt, mark options={fill=white, solid}]
        (\v*\t*cos \a, 0, -9.807/2*\t^2+\v*\t*sin \a +0.1016) coordinate (end);
    \filldraw[fill=White] (end) circle [radius=1.8pt];
  }
\end{tikzpicture}
\end{document} 

Answer 2

Код, который вы публикуете, отвечает почти на все вопросы, по крайней мере, так, как я их интерпретирую. Все, что я сделал, это сохранил vи alphaв "функциях" и использовал некоторые трюки с двойной строкой, чтобы получить другое представление траектории.

\documentclass[tikz,border=5]{standalone}
\usepackage[prefix=]{xcolor-material}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[x=(330:1cm),y=(30:1cm),z=(90:1cm),
    declare function={v=70;% <- velocity (input)
        alpha=30;% <- angle (input)
        T=2*v*sin(alpha)/9.807;}]
\fill [LightGreen] (-1,-1,0) -- (-.5,1,0) -- (11,2,0) -- (11,-2,0) -- cycle;
\fill [Green] (9,0,0) circle [x radius=1.5, y radius=1];
\fill [black] (10,0,0) circle [x radius=.1, y radius=.1];
\draw [Brown, thick, line cap=round] (10,0,0) -- (10,0,1);
\fill [Red] (10,0,1) -- (9.8,0,0.9) -- (10,0,0.8) -- cycle;
\fill [Yellow, shift={(7,0,0)}] 
  plot [domain=0:340, samples=20, smooth cycle, variable=\t] 
    (\t:rnd/16+0.25 and rnd/8+0.75);
  \draw [x=(330:0.5pt), z=(90:0.5pt), Black, dash pattern=on 0.1pt off 4pt,
    double,double distance=2pt,line cap=round]
    plot [smooth, domain=0:T, samples=50, variable=\t] 
      ({v*\t*cos(alpha)}, 0,{ -9.807/2*\t*\t+v*\t*sin(alpha)+0.1016}) 
      coordinate (end);
  \fill [White] (end) circle [radius=1pt];
\end{tikzpicture}
\end{document}