Python - Plotten Geschwindigkeit und Beschleunigungsvektoren an bestimmten Punkten

Question

Hier habe ich eine parametrische Gleichung.

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 

t = np.linspace(0,2*np.pi, 40) 

# Position Equation 
def rx(t): 
    return t * np.cos(t) 
def ry(t): 
    return t * np.sin(t) 

# Velocity Vectors 
def vx(t): 
    return np.cos(t) - t*np.sin(t) 
def vy(t): 
    return np.sin(t) + t*np.cos(t) 

# Acceleration Vectors 
def ax(t): 
    return -2*np.sin(t) - t*np.cos(t) 

def ay(t): 
    return 2*np.cos(t) - t*np.sin(t) 

fig = plt.figure() 
ax1 = fig.gca(projection='3d') 

z = t 
ax1.plot(rx(z), r(z), z) 
plt.xlim(-2*np.pi,2*np.pi) 
plt.ylim(-6,6) 
ax.legend() 

Also ich habe diese parametrische Gleichung, die diese Grafik erstellt. in meinem Code

Ich habe über meine Geschwindigkeit und Beschleunigung parametrische Gleichungen definiert.

Was ich tun möchte, ist die grafische Darstellung der Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsvektoren in meinem obigen Positionsdiagramm an definierten Punkten. (Id est, t = pi/2, 3pi/2, 2 pi)

Etwas wie folgt aus:

Python/matplotlib : plotting a 3d cube, a sphere and a vector?

aber ich möchte etwas mehr geradeaus tun, da ich jeden Punkt t definieren müssen in zwei Gleichungen.

Ist so etwas möglich? Ich kann nur Vektorfelder finden und was nicht.

So etwas wie das.

Vielen Dank.

Frage bearbeiten

# t = pi/4 

t_val_start_pi4 = np.pi/4 
vel_start_pi4 = [rx(t_val_start_pi4), ry(t_val_start_pi4), t_val_start_pi4] 

vel_end_pi4 = [rx(t_val_start_pi4) + vx(t_val_start_pi4), ry(t_val_start_pi4)+vy(t_val_start_pi4), t_val_start_pi4 ] 

vel_vecs_pi4 = (t_val_start_pi4 , vel_end_pi4) 

vel_arrow_pi4 = Arrow3D(vel_vecs_pi4[0],vel_vecs_pi4[1], vel_vecs_pi4[2], mutation_scale=20, lw=1, arrowstyle="-|>", color="b") 

axes.add_artist(vel_arrow_pi4) 

Es gibt mir eine Fehlermeldung, Tuple out of index

Answer 1

ich so das Gefühl der Nähe ist ... bekam auch die Farben das Beispielbild entsprechen :)

Ich bin nicht allzu erfahren mit dem Plotten auf Polarkoordinaten, obwohl (meist auf der dritten Dimension t Koordinate verwechselt).

Hoffentlich helfen und Sie könnten herausfinden, wie es zu erweitern

Ich nahm, was man hatte, fügte der Arrow3D Klasse von this answer, und fügte hinzu, von t eine einfache for-Schleife über einige Beispielwerte.

#draw a vector 
from matplotlib.patches import FancyArrowPatch 
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d 

class Arrow3D(FancyArrowPatch): 
    def __init__(self, xs, ys, zs, *args, **kwargs): 
     FancyArrowPatch.__init__(self, (0,0), (0,0), *args, **kwargs) 
     self._verts3d = xs, ys, zs 

    def draw(self, renderer): 
     xs3d, ys3d, zs3d = self._verts3d 
     xs, ys, zs = proj3d.proj_transform(xs3d, ys3d, zs3d, renderer.M) 
     self.set_positions((xs[0],ys[0]),(xs[1],ys[1])) 
     FancyArrowPatch.draw(self, renderer) 

---

axes = fig.gca(projection='3d') 

t_step = 8 
for t_pos in range(0, len(t)-1, t_step): 
    t_val_start = t[t_pos] 
#  t_val_end = t[t_pos+1] 

    vel_start = [rx(t_val_start), ry(t_val_start), t_val_start] 
    vel_end = [rx(t_val_start)+vx(t_val_start), ry(t_val_start)+vy(t_val_start), t_val_start] 
    vel_vecs = list(zip(vel_start, vel_end)) 
    vel_arrow = Arrow3D(vel_vecs[0],vel_vecs[1],vel_vecs[2], mutation_scale=20, lw=1, arrowstyle="-|>", color="g") 
    axes.add_artist(vel_arrow) 

    acc_start = [rx(t_val_start), ry(t_val_start), t_val_start] 
    acc_end = [rx(t_val_start)+ax(t_val_start), ry(t_val_start)+ay(t_val_start), t_val_start] 
    acc_vecs = list(zip(acc_start, acc_end)) 
    acc_arrow = Arrow3D(acc_vecs[0],acc_vecs[1],acc_vecs[2], mutation_scale=20, lw=1, arrowstyle="-|>", color="m") 
    axes.add_artist(acc_arrow) 

axes.plot(rx(t), ry(t), t) 
plt.xlim(-2*np.pi,2*np.pi) 
plt.ylim(-6,6)