為什麼自行車騎起來之後就不會兩邊倒？
只要稍微有一點速度，自行車就不會倒下，這是為什麼呢？求受力分析或者其他解釋
我想借用此題加一個問題，下面有人的回復說即便沒人自行車有速度也不會倒，這個觀點正確嗎？
這個問題在科學上至今懸而未決，《science》雜誌曾有一篇論文，叫做《 A bicycle can be self-stable without gyroscopic or caster effects》（J. D. G. Kooijman, J. P. Meijaard, Jim M. Papadopoulos, Andy Ruina,and A. L. Schwab Science 15 April 2011: 339-342. [DOI:10.1126/science.1201959] ）
文中的觀點主要認為陀螺、輪腳作用和自行車前部重心三者之間的相互關係可能起了主要作用。中文的解釋可參看http://www.360doc.com/content/11/0620/16/8843_128250519.shtml
科學雜誌論文的pdf的下載地址：http://bicycle.tudelft.nl/stablebicycle/StableBicyclev34Revised.pdf
去問下自動控制類專業的學生，他們會給你定量的分析。
個人感覺可以簡化成一個2階倒立擺模型進行分析：
當直線行駛時，騎車的人不斷調整自身重心保證與自行車重心處於垂直穩定狀態；
當車速很低或者停止時，人只能改變自身重心以達到穩定，屬於只有一個閉環的控制系統；
當車速起來以後，人可以依靠車把改變自行車重心位置，這樣可以同時改變人和車的重心位置以達到平衡，屬於多閉環的控制系統，對於閉環較多的系統來說能達到更高的控制精度，但同時要求更高的計算能力。
車速可以理解為人通過車把對車重心調整量的增益K，K越大，人就可以以較小的控制量來改變車的重心位置，所以控制起來叫輕鬆；但另一方面，當增益K過大時，整個系統的穩定性將下降，一個微小的雜訊（如自行車壓到小石子）會使系統失控。
1：陀螺糾偏的能力與旋轉體的質量成正比，兩個輪子的重量對於整個系統來說比例很小，所以對於整個系統的穩定來說作用非常微小。
倒的比較慢，主要是自行車的輪胎不是一個面，而是有寬度的，騎窄的輪子的車子就比騎寬的輪子的車子平衡要難掌握一些，表演原地不動騎車的也都是寬輪胎的，如果輪子有人的肩膀那麼寬，那根本不會倒。
當在車子往前騎的時候，比如車子往左傾斜了，車子就要往左倒了，這個時候就需要把車把往左打，車子往左前進了，但身體由於慣性不動，使整體重心往右移。或者右腳踩一下踏板，使整體重心往右移，雙放手的時候主要靠這個。當重心偏右，又必須把車把往右打，這樣車才在大致上是往前騎的。因為輪胎是有寬度的，所以不是時時要做這樣的調整。這些轉換是很快速的，必須騎過車把非常死的自行車才有切身感受，細輪胎的車子騎起來轉換也更頻繁些,速度慢轉換也更頻繁些。
如果沒有人來調整重心，那自行車就會像硬幣一樣，沿同一個方向圓周運動直到倒地。
假設騎的是完全的直線，重心又偏離，那肯定遲早是要倒的，這和不動狀態是一樣的。不是在騎直線而是一段一段圓周運動，離心力會減緩倒地的運動，但不一定能阻止倒地，速度慢的話作用有限。速度越快越不容易倒，因為離心力更大。如果速度非常快，就是雜技表演里的摩托車在球里騎，或者自行車場地賽，重心一直是偏的而不倒下來。
1. 最主要的因素，是輪子動的時候，車把手很容易左右微動，從而帶來重心相對於輪子與地面接觸點三者相對位置的極大變化。這個東西很微妙，搞清楚了，就非常容易學會或者教會他人騎自行車了。話說我學騎自行車，只被人推著走了10米半徑的一圈，我自己不讓人扶，摔了一跤，在將要摔倒的那一刻，領悟了這個真諦，就馬上學會了。
這個問題，和學騎自行車很像，不會騎車的人，上來都是想要直接扳自己的重心，或者自行車，其實這個不是自行車平衡的真諦，而左右微動車龍頭，才是自行車平衡的真諦。
為什麼行進中容易微動呢？因為前輪實際和地面並不是點接觸，而是面接觸，所以靜止時候，很難微動龍頭，要麼一下子動得太多，要麼不動，這是靜力學上摩擦臨界點的問題。而動起來後，微動龍頭，並不是客服靜力學摩擦力的滑動，而是動力學的滾動了。
2. 陀螺理論，有這樣的因素，但所佔比例微小，是個偽答案。我隔壁和我同齡的兄弟，學騎車，快要把兩個蛋都練破碎了，結果三番五次飛速撞牆、下溝，所以我學車，堅決不騎快，快了的話，還以為放手的那幾秒真的就會騎車了，其實是假象。因為即便我們騎很慢，也和停止是截然不同的。而很慢時候，陀螺力矩很小的。
而且，大部分人從兩輪自行車，直接去騎三輪自行車，會帶著兩輪微動平衡理論來，就容易在轉彎時候，把三輪一個彎轉死了，或者飛起來，搞成兩輪。哈哈哈哈，三輪的平衡理論和兩輪不一樣了，3輪的時候，是4個點之間的微動力矩平衡。-----------------------------------------------------
暈，看了那個理論文章，俺覺得機械上的東西，很多都是技師層次的，先有技術和產品，後有理論。
這個東西，搞深入了，看了可以發國際高水平的論文，:P 哈哈哈
世界哪有那麼簡單嘛~
這個問題先分為人騎和自行來答：
一、人騎
低速或靜止時靠的是人的平衡能力，靜止在車上半小時以上的大神還是不少地。低速時車輪部件的角速度小的可憐，不足以成為主要原因，所以騎的超級慢或靜止時對人的平衡要求比較高。so這個最難。
正常速度 車輪的角速度有點兒作用了，但還不是主要原因，這個速度下車和人做曲線運動時的向力已經相當可觀啦，這時人的作用大多為調節車身的傾角，向心力和離心力之間的博弈讓車不倒並實現一定角度的轉向。 這時人的技術表現在高車速下更大的騎行轉角。
高速時 車的動量和車輪的角動量十分可觀，車的平衡可以說主要為角動量維持，加上一點點的傾角調節。這時大多人可以放開車把用身子進行傾角調節，自以為很流b。
下圖為正常人設計的車子：紅色夾角小於90度，這樣車向哪邊傾車把就隨著傾斜，這樣後生們敢放開車把手。
要是設計師是個腦殘派（比如答主）把車設計成下圖：紅色角大於90度，嘿嘿哪位大大敢高速放車把手。
二、自行
低速車子自行不倒？沒經過特別設計或普通車子不可能。沒人了呀~ 上面說了嘛(￣.￣)
正常速度 車輪的角動量對車身或車把（沒有人了哦）來說相當可觀，可以維持車把受到較小其它力而緩慢轉運， 上面說了車把手的傾斜原理，所以正常速度的無人車子可以自行滴。
高速 這個情況和上面類似不在贅述，只是跑的更遠~
這是一個調節平衡的反映時間的問題..
自行車在靜止的時候,當你失去平衡,受到重力的作用,你會摔倒,整個時間可以說是很短,,要調整平衡這個時間對我來說有可能不夠,,,
但是當自行車有一個速度,而且這個速度很大很大,且不會衰減,,你就不會摔倒了..
有一定的速度為前提,在重力與支持力,還有摩擦力的合力作用下,,會讓你以一個傾斜的角度做圓周運動(請腦補摩托車賽事中,快速轉彎的情景),,此時重力,摩擦力,支持力的合力,為圓周運動提供了向心力,,
這樣就能給你足夠的反應時間調正角度..
下面開始yy情節..
假設愛因斯坦的相對論正確,,速度最快是光速,當你以無限接近光速的速度騎自行車時候,你的質量也接近與無窮,,對於無窮質量的你來說,,空間就像是玩具一樣脆弱,空間和時間是圍著你轉的,此時你在自行車上雜耍你都不會摔倒,
陀螺效應在這不是說車輪子，而是說車和人的整體，大意是，由於騎起來的產生的角動量使物體運動趨於穩定，物理表現為運動方程不易受微擾影響而劇烈變化（適定的），所以容易保持平衡。
陀螺效應
我覺得：
自行車先前行駛，有一個水平向前的速度；當自行車向左傾斜時，有了一個向左的速度，這時自行車水平方向的速度會稍稍偏左。當速度偏左，自行車會自動調整到一個姿勢，使摩擦力最小，也就是前輪相應左轉。前輪左轉後，自行車做圓周運動，產生離心力，此離心力在x軸的分離會和重力在x軸的分力正好相等，所以自行車可以平衡。
當自行車碗組扭的很緊（前輪不易轉動）時，脫手騎行就很容易倒，差不多無法控制，這應該算是一個證據。
不說2個輪子的自行車了。就想像一下，一枚硬幣以一定的速度向前滾，在碰到障礙物或者速度降低到一個限度後，才會倒下來。
簡單點推理，應該是重心隨著滾動的過程會不斷受到調整而趨向平衡的中間位置，從而保持整體的中軸豎立狀態。具體原理的話可能跟轉動慣量相關，不過本人大學物理渣了，就不分析深入了。、、、、、
覺得這個問題提的很有意思，贊一個。
騎起來不是必要條件
能在固定位置穩定獨輪車的大有人在，二輪自行車的也有不少（可能後者還簡單易行得多，但可能是由於缺乏觀賞性因而少有人耍）
當然騎起來不容易倒是對的，主觀臆測地結論是：騎車，其實是不停地驅使車輛在做不斷變換中心的圓周運動，因重力而產生的壓力的反作用力，即地面支撐力，的水平分量，成為了向心力據我的物理老師說是角動量守恆。
個人認為應該和轉動的車輪所具有的角動量有關。
正如子彈需要高速旋轉才能更精準地命中目標，應該是相似的物理原理吧。第一次回答問題好緊張。而且這個問題好像是好久之前的了，不知道我回答了之後還會不會有人看到，但還是想說一小點我的看法，算是我了解知乎答題的試探吧。
記得這個問題我在高二的時候回答過同學。覺得這個騎車的關鍵在於平衡速度與向心力、離心力的關係。
下面，個人喜歡用問題發生的過程一點點來分析。
首先，當人還騎著車的時候，速度一點點慢下來（假設這個人很普通，只會簡單地騎車），到了某個時候他就會開始往左或往右傾斜，前車輪就會傾斜，導致車子在旁觀者看來是個半徑很大的曲線運動，人和車的重心都會不斷下降並向左或向右。這時候相當於速度v不能與向心力F抗衡，v偏小。但如果你馬上加速，儘快提速且超過平衡速度V，由於向心力F不夠，而使你重心向反方向走，過程中重心也會上升至正常水平。
並且這個你不會因為v過大，而直接倒在了另一邊。不就相當於一開始你就往那邊倒了嘛，所以，由於你的v，那邊的向心力不會讓你倒在那一邊的。
對有人騎的車為什麼不會倒給出解釋
首先實名反對所有認為是陀螺進動的答案
再亮觀點：
非常簡單，就是利用了慣性力，對的，不需要任何別的效應
首先引一個更簡單的問題，通過解答這個問題再深入。
轉彎的自行車問什麼不會倒？
慣性力對吧，這一點幾乎沒有任何可以懷疑的地方
選取人和車作為參考系，該參考系是非慣性系，引入慣性力(離心力)慣性力作用於質心，與重力作用點相同。
由於人對車速的控制，慣性力與重力合力的方向，正好與地面作用力方向相反，或者說，以地面為參考點，慣性力和重力力矩互相抵消，自行車傾角不變，故自行車平衡
證明這一點之後就可以證明有人騎的自行車為什麼不會倒了，因為如果你發現你要倒了(比如向右傾斜)，那你就往右稍微拐一個小彎就好了
這裡就需要騎車的人對車速的掌握。具體做法參考大家騎車時的反應。我們普通人騎慢車，如果要向右倒，一定要做兩件事：
第一，向右擰車頭，這樣確定一個轉彎半徑，轉彎半徑和車速確定之後，慣性力的大小就確定了。
第二，加速。腳下用力，讓車速增大，這可以增大慣性力。
這兩點的作用下，慣性力力矩大於重力力矩，自行車被慣性力扭回豎直方向。
顯然，我們控制車平衡時不經大腦的條件反射動作均符合以上理論。
根據這個理論，就算輪子半徑為零(沒有陀螺的那個效應)也可以平衡通俗解釋來說,是在騎的過程中,由於慣性,自行車會保持初始的運動狀態,就是向前,但是在這個過程中會受到阻力和重力的影響,慢慢會倒,這個時候需要人蹬車子,還有控制方向,
正如@朱晨鳴所說,這的確是一個懸而未決的問題,主要是難以建立精確的數學和力學方程來解釋這個問題,絕大多數敘述都是經驗而已.可以看這篇文章 專業科普：自行車為什麼不會倒？ - 美騎網|Biketo.com
人們常談到的是角動量守恆一類的解釋，還有前輪尾跡（車輛工程里稱為前輪的拖距，自行車的前叉結構特點也稱為主銷後傾）。我不知道理論該怎麼解釋，反正不簡單。這本來就是一個人在迴路的系統，個人覺得題主想探討的可能主要是除過人的因素以外自行車的結構特點和運動特點。消除角動量方面的影響（或者陀螺效應），消除主銷後傾，再來看還能不能騎穩，如果身體協調性極高的人經過反覆的練習始終不能騎好這種改過的自行車，那麼說明自行車能騎穩主要還是結構上的原因；如果人稍微經過練習後就能很好的騎行，說明自行車能騎穩主要是人的自動控制，通過不斷地反饋調節實現的。如何改自行車：1，前後輪再同軸安裝一個輪子（不接觸地面，但轉動慣量和接地的輪子相等），加入一個惰輪，使這兩個不接地的輪子和接地的輪子轉動方向相反，這樣可以抵消角動量。這在結構上是完全可以實現的。蘇聯的卡系列直升機旋翼都是這樣的結構。2，將自行車的前叉變直，與地面垂直，車把與轉向軸沒有偏距，轉向軸的延長線經過前輪中心而且與地面垂直，這在結構上也完全可以實現。然後開始騎這樣的自行車試試。就這樣。個人愚見
聽我高中物理老師說解釋這個要一本書
http://www.control.lth.se/media/Staff/KarlJohanAstrom/Lectures/BikeTalkKTH2006.pdf
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