¿Por qué la rueda de morro del Cessna 152/172 gira solo cuando el avión está en movimiento?

Porque la rueda de morro solo está unida a los pedales del timón de manera indirecta, a través de unos resortes que transfieren el desplazamiento de los pedales en una fuerza que se aplica a la posición de la rueda. Eso elimina la posibilidad de que la aeronave aterrice con la rueda descentrada (como en una situación de aterrizaje con viento cruzado) e inmediatamente gire bruscamente hacia un lado porque la rueda está girada porque los pedales del timón están desplazados debido al viento cruzado. Debido a que la fuerza es solo aplicada a través de la tensión en los resortes, la inercia de la aeronave (tendencia a continuar moviéndose en la misma dirección), vence a los resortes y alinea la rueda de morro con la pista de tierra aunque los pedales del timón estén desplazados.

La rueda de morro no gira cuando la aeronave está estacionaria, porque no hay fuerza de inercia en el trabajo, y la fricción de la rueda en el suelo evita que la rueda gire (la fuerza del resorte no es lo suficientemente fuerte como para superar la fricción)

No soy piloto, ni he estado nunca en un C172, pero voy a arriesgarme aquí y responder desde el punto de vista de la física lógica y decir que la respuesta es que es porque la dirección de la rueda de morro es operado por una cuerda elástica .

Cuando pisas el pedal, tira del bungee. Las cuerdas elásticas, siendo por definición elásticas, se estirarán. Cuando el avión está parado, la cuerda se estira, pero hay más resistencia entre la rueda y el suelo de la que la cuerda puede vencer, por lo que la rueda no se mueve.

Cuando el avión está rodando, el bungee todavía se estira, pero quiere volver a encogerse. Dado que la rueda se mueve constantemente, tiene menos resistencia contra el pavimento, por lo que cuando el bungee intenta encogerse, en realidad puede tirar del tren delantero en la dirección en la que desea ir, por lo que termina girando.

Cuando gira el volante de su automóvil, las ruedas se mueven ya sea que esté rodando o no porque hay enlaces de acero entre la cremallera de la dirección y el enlace de la convergencia en el cubo de la rueda. Su movimiento del volante se transmite directamente (con muy poca goma en el medio) al volante del automóvil. Si alguna vez se subiera a un automóvil sin dirección asistida, notaría que es mucho más difícil girar el volante cuando el automóvil está parado que cuando está rodando porque la llanta estacionaria contra el suelo tiene mucha más resistencia que cuando está rodando.

La respuesta simple es que una rueda que gira lentamente tiene menos resistencia al movimiento lateral.

El resorte está allí para evitar que las imperfecciones en la superficie rodante sacudan o estresen los enlaces de control al timón (especialmente con pistas de aterrizaje sin pavimentar). Proporciona algo de fuerza lateral para que la rueda delantera, al rodar en su camino, cambie de dirección.

con surcos infinitos, las probabilidades de que la rueda se empuje hacia la izquierda o hacia la derecha se igualan, lo que permite que el resorte gire la rueda en la dirección deseada

El caucho, al ser un polímero elástico, se "hundirá" en las pequeñas grietas e imperfecciones de la superficie cuando varios cientos de libras de peso del avión se asienten sobre él, aumentando la resistencia al movimiento cuando la rueda no gira.

Por supuesto, a velocidades de rotación más altas, los efectos giroscópicos actuarán contra la fuerza del resorte, pero la rueda seguirá girando.

De vez en cuando, especialmente si la contrapresión del yugo es insuficiente, la rueda puede empezar a resonar, provocando una vibración muy desagradable durante el rodaje o en una carrera de despegue. Aumentar la contrapresión o cambiar las velocidades puede ayudar y, a veces, es mejor abortar y asegurarse de que no sea nada peor.