Физика, движение колёс

Question

Добрый день. Как с научной точки зрения объяснить поворот корпуса автомобиля при повороте передних колёс? Как так получается, что автомобиль должен повернуть?

Answer 1

Поворот на любом обычном транспортном средстве, взаимодействующем с окружающей средой, происходит из-за того, что движение (почти что) в сторону, задаваемую управляющим органом и/или понуждающим движителем, оказывается энергетически боле выгодным, чем, например, сохранение прямолинейного равномерного движения по инерции, точне — в силу 1-го закона Ньютона.
Даже при движении по накату без собщения ТС дополнительного импульса или воздействия силы двигателя на движитель при повороте колёс результирующая суммы сил почти совпадает с направлением, задаваемым их частью, соприкасающейся с (дорожным) покрытием. Но если вы резко на полном ходу рванёте руль, то сорваться на юз и заставить шины и т. п. скользить боком и в прежнем направлении можно достаточно легко, если вам не хватит силы трения или вы перескочите ребордой колеса локомотива/вагона через гребень рельса.
Кстати, поворачивая в воде или в воздухе, вы ведь не удивляетесь что судно движется не совсем в ту сторону, куда его направляет руль? Да, он задаёт основное направление, но инерция корабля (самолёта) по-прежнему выбирает для себя из равнодействующего часть смещения в прежнем направлении. Там сотношение направлений может гулять в самых широких пределах (от почти 0 до почти… оч много) , а для резиновой шины на дороге оно, как правило, начинается от сотен и боле. Вот вы и не замечаете, что ваш тарантас хоть немного, но по-старому смещается в предыдущем (до поворота руля) направлении…
И да, разумется — сила трения! Или, что там её заменяет в воздухе, воде, на железнодорожной коле

Answer 2

Сила трения упруго сгибает колесо (если брать сферическое колесо в ваккуме, в реальной жизни скоре это можно описать как наклон стенок шины) , но сгибаться колесо может только поперек плоскости, так как вдоль плоскости оно свободно вращается. Пытаясь выпрямиться, колесо толкает корпус автомобиля в противоположную сторону вдоль оси своего вращения. На переднеприводных автомобилях этот эффект усиливается изменением направления вектора тяги. На скользкой дороге, сответственно, уменьшается. При движении юзом эффекта вобще почти нет, так как шине все равно куда деформироваться.