Физика, движение колёс

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 более выгодным, чем, например, сохранение прямолинейного равномерного движения по инерции, точнее — в силу 1-го закона Ньютона.
Даже при движении "по накату" без сообщения 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 соотношение 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 более. Вот вы и не замечаете, что ваш "тарантас" хоть немного, но по-старому смещается в предыдущем (до поворота руля) направлении…
И да, разумеется — сила трения! Или, что там её заменяет в воздухе, воде, на железнодорожной колее

Необязательно передних. Можно повернуть и задние. Или даже все сразу - машина еще маневреннее станет :-)

Дорога благодаря силе трения действует на передние колёса вбок - машине ничего не остаётся, как тоже повернуть.

И еще. "Внутреннее" колесо (т.е. колесо с той стороны, в какую осуществляется поворот) должно поворачиваться на больший угол, чем "наружное". Для этого и есть рулевая трапеция.

Ммм.. ну, межмолекулярных сил там слишком много, поэтому неудобно учитывать, что там с чем у него взаимодействует у него при повороте. Просто затрахаешься чуток систему на запчасти разбирать.

Проще обычные голономные связи наложить на механическую систему, считая крупные куски автомобиля абсолютно твердыми, да и не трахаццо))) А детализировать всякие там деформации потом уже можно по мере необходимости.

Зачем усложнять задачу раньше времени?

Сила трения упруго сгибает колесо (если брать сферическое колесо в ваккуме, в реальной жизни скорее 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, соответственно, уменьшается. При движении юзом эффекта вообще почти нет, так как шине все равно куда деформироваться.

ось вращения меняет угол "атаки"