En un sentido amplio, el término estática gráfica se utiliza para describir la técnica de resolver problemas prácticos particulares de estática utilizando medios gráficos. [1] Los métodos de estática gráfica, que se utilizaron activamente en la arquitectura del siglo XIX, se abandonaron en gran medida en la segunda mitad del siglo XX, principalmente debido al uso generalizado de estructuras de marco de acero y hormigón armado que facilitaban el análisis basado en el álgebra lineal . El comienzo del siglo XXI estuvo marcado por un "renacimiento" de la técnica impulsado por su incorporación a las herramientas de diseño asistido por computadora , lo que permitió a los arquitectos visualizar instantáneamente la forma y las fuerzas. [2]
Markou y Ruan [3] rastrean los orígenes de la estática gráfica a da Vinci y Galileo, quienes utilizaron los medios gráficos para calcular la suma de fuerzas, el paralelogramo de fuerzas de Simon Stevin y la introducción en 1725 del polígono de fuerza y el polígono funicular por Pierre Varignon . Giovanni Poleni utilizó los cálculos gráficos (y la analogía de Robert Hooke entre la cadena colgante y la estructura en pie) mientras estudiaba la cúpula de la Basílica de San Pedro en Roma (1748). Gabriel Lamé y Émile Clapeyron estudiaron la cúpula de la Catedral de San Isaac con la ayuda de los polígonos de fuerza y funiculares (1823). [4]
Finalmente, Carl Culmann había establecido la nueva disciplina (y le dio un nombre) en su obra de 1864 Die Graphische Statik . Culmann se inspiró en el trabajo anterior de Jean-Victor Poncelet sobre la presión de la tierra y en el Lehrbuch der Statik de August Möbius . Los siguientes veinte años vieron un rápido desarrollo de métodos que involucraron, entre otros, a físicos importantes como James Clerk Maxwell y William Rankine . En 1872 Luigi Cremona introdujo el diagrama de Cremona para calcular cerchas , [4] en 1873 Robert H. Bow estableció la "notación de Bow" [5] que todavía se usa. [4]
Para determinar gráficamente la fuerza resultante de múltiples fuerzas, las fuerzas que actúan pueden organizarse como bordes de un polígono uniendo el comienzo de un vector de fuerza al final de otro en un orden arbitrario. Entonces, el valor del vector de la fuerza resultante se determinaría por el borde faltante del polígono. [6] En el diagrama, las fuerzas P 1 a P 6 se aplican al punto O. El polígono se construye comenzando con P 1 y P 2 utilizando el paralelogramo de fuerzas ( vértice a). El proceso se repite (sumando P 3 se obtiene el vértice b, etc.). El borde restante del polígono Oe representa la fuerza resultante R.
En el caso de dos fuerzas aplicadas, su suma ( fuerza resultante ) se puede encontrar gráficamente utilizando un paralelogramo de fuerzas .