Question

Почему движущийся велосипед устойчивее, чем стоящий на месте?

На нём легче удержать равновесие.

Answer 1

Вспомните классику. Тело находится в устойчивом положении, если проекция центра его массы (в обиходе прижилось несколько неправильно "центр тяжести", но при рассмотрении данного вопроса эти понятия эквивалентны) не выходит за пределы площади его опоры. При этом под площадью опоры нужно подразумевать всю площадь, которая заключена между крайними точками опоры. Т.е. если у нас есть тренога (или трёхногий табурет), то площадью опоры считается площадь всего треугольника между ножками, а не только площадь самих ножек.

Легковой автомобиль имеет четыре площадки опоры (от четырёх колёс), и площадью его опоры является фигура, образованная линиями, касательными к крайним точкам этих площадок.

<hr />

Велосипед - опирается на две маленькие площадки (там где колёса касаются земли). Давайте мысленно (или реально) проведём одну прямую линию через крайние правые точки этих площадок, и вторую - через крайние левые точки этих площадок. Получился узкий и длинный прямоугольник. Вот он и является площадью опоры велосипеда. Когда неподвижный велосипедист наклоняется, то проекция его центра тяжести выходит (влево или вправо) за пределы нарисованной нами площадки опоры, и велосипедист падает (во всяком случае, выставляет ногу, чтобы создалась третья точка (площадка) опоры, тогда площадь опоры превращается в треугольник, и проекция центра тяжести оказывается в площади опоры.

Когда велосипед движется, и велосипедист начинает падать в какую-то сторону (проекция центра тяжести вышла за пределы площади опоры), то велосипедист поворачивает руль в сторону падения. Тогда весь велосипед поворачивает в ту же сторону, и площадь опоры "подъезжает" под проекцию центра тяжести, и падение прекращается.

Answer 2

Все кто ездил на велосипеде заметил, что при движении на велосипеде, всегда приходится слегка перемещать руль. Если велосипедист слегка наклониться в сторону (левую или правую), то велосипед начнет поворачивать в сторону наклона. Данный эффект вызван центробежной силой, которая возникает при движении рулем. При этом возникает центробежная сила, направленная в сторону, противоположную наклону. Она-то и возвращает велосипед в вертикальное положение. На стоящем велосипеде центробежная сила отсутствует и велосипед падает.