Ieri mi sono fidato delle tue parole, quando hai detto che con [tt]scope[/tt] il disegno non funzionava, ma non è così. Ti allego una nuova versione del codice, migliore perché tu definisci un ambiente (con [tt]scope[/tt]) e ruoti tutto l’ambiente in una sola volta, anziché ruotare gli oggetti ad uno ad uno.
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\begin{tikzpicture}
\def\lato{2} % lunghezza del lato del quadrato
\def\alfa{-45} % angolo di rotazione
\coordinate (O) at ($(0,\lato/2)$); % centro di rotazione
\begin{scope}[rotate around={\alfa:(O)}]
\draw (0,0) rectangle +(\lato,\lato);
\draw [-left to] ($(\lato,\lato) + (0.5,0)$) — ($(\lato,0) + (0.5,0)$);
\draw [->] ($(\lato,\lato/2) + (1,0)$) — ($(\lato,\lato/2) + (1+\lato,0)$);
\draw ($(\lato,0) + (0.5,-2ex)$) node {$\tau_{r\theta}$};
\draw ($(\lato,\lato/2) + (1+\lato/2,+2ex)$) node {$\sigma_r$};
\end{scope}
\end{tikzpicture}`
Ho capito le tue osservazioni. A me sembra che il problema siano le coordinate implicite nella definizione di [tt]rectangle[/tt], non il centro di rotazione.
Ciao