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Kippwinkel-Rechner

Ein Körper mit 0,4 m Basisbreite und dem Schwerpunkt in 0,8 m Höhe kippt bei 14,0362434679°. Geben Sie Basisbreite und Schwerpunkthöhe ein und sehen Sie, wie weit er sich neigen darf, bevor er umfällt. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Basisbreite
0,4
Schwerpunkthöhe
0,8
Erhalten Sie
Halbe Basis
0,2
Tan Theta
0,25
Winkel (rad)
0,2449786631
Winkel (Grad)
14,0362434679

Dieser Kippwinkel-Stabilitätsrechner bestimmt die kritische Neigung, bei der ein starrer Körper über eine Kante seiner Basis kippt. Sie geben die volle Basisbreite und die Höhe des Schwerpunkts über der Basis ein; die Engine nimmt an, dass der CG über dem geometrischen Mittelpunkt liegt, und liefert den Winkel, bei dem die Lotrechte durch den CG erstmals die Auflage verlässt. Die geschlossene Form ist θ gleich arctan der halben Basisbreite geteilt durch die CG-Höhe, mit tan(θ) zum Abgleich mit Freikörper-Skizzen. Eine CG-Höhe von null wird abgelehnt, weil diese Geometrie undefiniert ist und durch null geteilt würde. Der Pfad ist rein deterministische Arithmetik: kein Netz, keine Stichproben und keine datumsabhängigen Abkürzungen.

Was Kippstabilität bedeutet und was die Antwort enthält

In der elementaren Starrkörperstatik bleibt ein Objekt auf ebener Basis stabil, solange die Lotrechte durch seinen Schwerpunkt das Auflagepolygon der Basis schneidet. Wird der Körper um eine Basiskante geneigt, wandert diese Lotrechte zur Drehkante. Beim kritischen Kippwinkel geht die Lotrechte genau durch die Kante; jede weitere Neigung legt die Wirkungslinie des Gewichts außerhalb der Basis, sodass das rückstellende Moment umkehrt und das Objekt umkippt.

Breitere Basen und niedrigere CG-Höhen vergrößern den Kippwinkel und verbessern den statischen Kippschutz; ein hohes schmales Objekt kippt bereits bei kleinem Winkel. Basisbreite null wird akzeptiert und liefert Kippwinkel null: eine messerscharfe Basis bietet unter Neigung kein rückstellendes Moment.

Wo Kippwinkel-Prüfungen in Studium, Entwurf und Software passen

Studierende begegnen Kippstabilität, wenn ein Lehrbuch einen niedrigen Sportwagen mit einem hohen Van kontrastiert, wenn ein Labor den Neigungstisch-Winkel verlangt, bei dem ein Block erstmals auf eine Kante kippt, oder wenn eine Wettbewerbsaufgabe Basisbreite und CG-Höhe angibt und den kritischen Winkel ohne Analysis verlangt. Lehrkräfte können Antwortschlüssel für moderate Breiten und Höhen vorab erzeugen, ohne undurchsichtigen Rechner-Apps zu vertrauen, die still Einheiten wechseln oder Halbbreite mit voller Breite verwechseln.

Entwickler rufen denselben Vertrag aus Skripten auf, um deterministische Testvektoren für einfache Stabilitätsdemos zu erzeugen, vom Nutzer eingegebene Verpackungsgeometrie vor einem Freikörperdiagramm zu normalisieren oder Programmieraufgaben zu erfüllen, die den Kippwinkel verlangen statt einer skizzierten Schätzung. Entwurfsprüfungen erster Ordnung nutzen θ gleich arctan der Halbbreite über der CG-Höhe, wenn nur Basisfläche und geschätzte Massenschwerpunkthöhe bekannt sind, bevor Mehrkörper-Kontakt- oder seismische Lastmodelle gebaut werden.

Hausaufgaben und Labor-Neigungstische

Berechnen Sie den kritischen Kippwinkel aus Basisbreite und CG-Höhe vor der Korrektur von Arbeitsblättern oder dem Vergleich mit Neigungstisch-Messungen.

Verpackung und Entwurfsprüfungen erster Ordnung

Schätzen Sie, wie weit eine hohe Kiste oder ein Gerät kippen kann, bevor sie umfällt, aus Standflächenbreite und geschätzter Massenschwerpunkthöhe.

Was kostet der Kippwinkel-Stabilitätsrechner?

Er ist auf dieser Seite in Ihrem Browser kostenlos.

Modelliert dies Reibung, Beschleunigung oder Mehrkanten-Basen?

Nein. Es modelliert ideales quasistatisches Kippen eines Starrkörpers um eine Basiskante mit dem CG über dem geometrischen Mittelpunkt. Dynamische Lasten, Reibungskegel und beliebige Auflagepolygone liegen außerhalb des Umfangs; nutzen Sie ein volles Statik- oder Mehrkörpermodell, wenn das zählt.

Wie berechnet man den Kippwinkel?

Teilen Sie die halbe Basisbreite durch die Schwerpunkthöhe und bilden Sie den Arkustangens. Eine Basis von 0,4 m mit dem Schwerpunkt in 0,8 m Höhe kippt bei 14,0362434679°.

Warum helfen eine breitere Basis und ein tieferer Schwerpunkt?

Sie vergrößern den Kippwinkel. Die Senkrechte durch den Schwerpunkt braucht mehr Neigung, um über die Kante zu wandern; ein hoher, schmaler Körper kippt schon bei kleinem Winkel.

Was passiert, wenn die Schwerpunkthöhe null ist?

Der Wert wird abgelehnt. Bei einer Höhe von null ist die Geometrie nicht definiert und die Rechnung würde durch null teilen; geben Sie die tatsächliche Höhe über der Basis ein.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/mech/tipping-stability

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/tipping-stability \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"base_width":0.4,"cg_height":0.8}'
{
  "base_width": 0.4,
  "cg_height": 0.8
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "mech.tipping_stability",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Was Kippstabilität bedeutet und was die Antwort enthält

Für eine rechteckige oder sonst symmetrische Basis voller Breite base_width mit dem CG über dem Mittelpunkt auf Höhe cg_height liefert die elementare Geometrie tan des Kippwinkels gleich half_base über cg_height, also θ gleich arctan dieses Verhältnisses. Dieser Rechner liefert die normalisierten Eingaben base_width und cg_height, das in der Formel genutzte half_base, tan_theta, den Kippwinkel in Radiant und Grad, die Rundungsgenauigkeit, das Method-Tag tipping_angle_from_base_and_cg, eine kurze Formel-Erinnerung und einen Einheitshinweis: der Winkel ist in Längen dimensionslos, weil das Verhältnis sie aufhebt. Es gibt kein Mehrkörper-Kontaktmodell, keinen Reibungskegel und keine numerische Integration der Starrkörperdynamik: die Engine wertet die geschlossene Form im unterstützten Zahlenbereich aus oder lehnt die Eingabe mit invalid_input ab. Abgelehnte Fälle umfassen fehlende Breite oder Höhe, nicht endliche Werte, Beträge über den dokumentierten Obergrenzen, negative Basisbreite und jede CG-Höhe null oder nicht positiv, weil die Kippformel durch die CG-Höhe teilt.

Wie Breite und Höhe gelesen werden und wie der Winkel reproduzierbar bleibt

Die Basisbreite muss endlich und nicht negativ sein. Optionale führende Pluszeichen und wissenschaftliche Notation in Zahlenstrings sind erlaubt, wenn sie als endliche Dezimalzahlen parsen; eingebettete Leerzeichen und nichtnumerische Token werden abgelehnt. Das bevorzugte Feld für die volle Basisweite ist base_width, mit Aliassen width, w, base und B, damit Tabellen, Query-Strings und typisierte Formulare denselben Vertrag nutzen. Das bevorzugte Feld für die Schwerpunktshöhe ist cg_height, mit Aliassen height, h, cog_height, center_of_gravity_height, centre_of_gravity_height und H. Die CG-Höhe muss endlich und streng positiv sein: ein Null- oder Nah-Null-Wert scheitert mit invalid_input und einer Meldung, die das Feld nennt und erklärt, dass der Kippwinkel bei Höhe null undefiniert ist, sodass eine fehlerhafte Zelle nicht still zu einem unsinnigen Ergebnis wird. Ein optionales Feld precision, mit Aliassen decimals und dp, wählt, wie viele Dezimalstellen für numerische Ausgaben ausgewiesen werden, Standard zehn und Obergrenze fünfzehn, damit JSON-Goldens stabil bleiben. Kombinieren Sie den kostenlosen Browserlauf auf dieser Seite mit der kostenpflichtigen API, wenn Sie dasselbe mathematische Ergebnis in einer automatisierten Pipeline brauchen, ohne die Kippformel selbst neu zu implementieren.

Wo Kippwinkel-Prüfungen in Studium, Entwurf und Software passen

Produkt- und Bildungswerkzeuge nutzen den Endpoint, wenn Lernende Breite und Höhe eingeben und die UI Grad, Radiant und tan von theta für den Unterricht zeigen muss. Auf dieser Seite läuft die Arbeit vollständig in Ihrem Browser; über die API kostet jede erfolgreiche Abfrage $0.002, fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet und nach der Antwort wird nichts gespeichert. Diese Aufteilung — freie interaktive Erkundung und identische, tarifierte API — passt zum restlichen KIT-Tier-A-Katalog und lässt Sie von einer Unterrichtsdemo zu einer automatisierten Pipeline wechseln, ohne das mathematische Ergebnis zu ändern. Kombinieren Sie ihn mit Schiefe-Ebene- oder Reibungshilfen, wenn verwandte Statik nötig ist, und mit anderen Mathematik-Endpoints, wenn Sie ein kleines Labor freier, deterministischer Physikrechner aufbauen.

Deterministische Test-Fixtures

Erzeugen Sie reproduzierbare angle_deg-, angle_rad- und tan_theta-Werte für Unit-Tests, Stabilitätsdemos und CI-Assertions zur Kippgeometrie.

Welche Formel wird für den Kippwinkel verwendet?

Für einen CG über der Mitte einer Basis voller Breite base_width und Höhe cg_height: tan(θ) = (base_width/2)/cg_height, also θ = arctan((base_width/2)/cg_height). Die Antwort meldet tan_theta, angle_rad und angle_deg.

Was passiert, wenn die Schwerpunktshöhe null ist?

Die Eingabe wird mit invalid_input abgelehnt. Eine CG-Höhe null macht die Kippgeometrie undefiniert und würde in tan(θ) = (base_width/2)/cg_height durch null teilen, sodass die Aufgabe scheitert statt ein unsinniges Ergebnis zu liefern.

Verbessert eine breitere Basis oder ein niedrigerer CG den Kippschutz?

Ja. Eine Vergrößerung von base_width oder eine Verringerung von cg_height erhöht den kritischen Kippwinkel θ, sodass eine größere Neigung nötig ist, bevor die Lotrechte durch den CG die Basis verlässt.

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