שלום.

כידוע לי, כאשר רוכב אופנוע/אופניים נכנס לסיבוב הוא מטה את גופו לכיוון מרכז המעגל, הסיבוב
ושומר על יציבותו ובכך הוא מסוגל לבצע את התנועה במהירות גבוהה יותר.

האם כאשר אני נוסע במכונית ואני מבצע תנועה מעגלית שכזו. ברצוני לבצע את התנועה במהירות גבוהה יותר מן הרגיל. אם כך, כפי שאמרתי לעיל, אני יכול להעמיס את קצה המכוניות הקרוב למרכז המעגל במשקל גבוה יותר מקצה המכונית הנמצא רחוק יותר ממרכז המעגל ובזכות כך לנסוע מהר יותר במעגל מבלי להתהפך או להחליק (אינני יודע מה יכול לקרות) ולהישאר עם מכונית יציבה.
זאת משום שמרכז המסה של המכונית משתנה.

תיאוריה זו נכונה?

דמיין את זה כ-2 מעגלים.
מעגל אחד שקצהו הוא החלק הקל של המכונית, ומעגל פנימי יוצר, שקצהו הוא החלק הכבד יותר של המכונית - כשהם מחוברים ביניהם.
בצורה כמעט דומ ה, ככל שתעמיס מסה גדולה יותר על המכונית - היא תיהיה יותר יציבה מחד, אך יידרש כוח גדול יותר כדי להאיץ אותה מאידך.

אני בסה"כ מעביר את כל הנוסעים לצד הקרוב למרכז המעגל. אני לא מוסיף משקל למכונית. משקל המכונית נשאר כמות שהוא.

כאשר מדובר בתנועה מעגלית, נהוג לאפיין גופים בגודל שנקרא מומנט ההתמד. גודל זה תלוי הן במסת הגוף, והן במרחקו מציר הסיבוב [לגוף נקודתי מומנט ההתמד ניתן על ידי I=m*r^2. עבור גופים שאינם נקודתיים, יש לעשות אינטגרל]. על ידי הזזת המסה לכיוון הקרוב לציר הסיבוב אתה מקטין את מומנט ההתמד.
גודל נוסף המאפיין גופים בתנועה מעגלית הוא התנע הזוויתי שלהן. יש שתי דרכים עקריות לחשב את התנע הזוויתי-אחת, ההגדרה הפורמאלית, על ידי המכפלה הוקטורית של התנע הקווי של הגוף עם הוקטור המתאר את מרחקו מציר הסיבוב. הדרך השניה, והרלוונטית למקרה זה, היא כמכפלת מומנט ההתמד במהירות הזוויתית של הגוף, בהקבלה לתנע הקווי, שהוא מהירות הגוף כפול מסתו.
תכונה חשובה של התנע הזוויתי היא העובדה שהוא נשמר [כל עוד לא קיים מומנט כוח חיצוני, אבל לא נכנס לזה]. לכן, אם המכפלה של מומנט ההתמד במהירות הזוויתית קבוע, הרי שבהקטנת מומנט ההתמד אתה בהכרח מגדיל את המהירות הזוויתי, באותו היחס.

אגב, משימור התנע הזוויתי נובע עוד שלל רב של תופעות, כגון העובדה שאופניים, ואפילו חדי-אופן, נשארים יציבים כאשר הם נוסעים; פעולתו של ג'ריסקופ; החוק השני של קפלר [וקטור הרדיוס של גוף במסלול מכסה שטחים שווים בזמנים שווים], ועוד.

לא הבנתי את כל מה שאמרת.
בגדול, מה שאני אומר נכון? כלומר, אם אני אעשה ניסויים ואשנה את מומנט ההתמד ואת המהירות אני אוכל לראות כי כאשר המשקל הרב נמצא קרוב יותר לציר הסיבוב ניתן לבצע את התנועה המעגלית במהירות רבה יותר?

כן, מה שאתה אומר הוא נכון. כאשר אתה מקרב את המסה לציר הסיבוב [ובמקרה שלך, מעביר דברים בתוך המכונית לצד הקרוב לכיוון אליו אתה פונה] מהירות הסיבוב גדלה.

אם יש לך כסא שיכול להסתובב בצורה חלקה, תוכל לנסות זאת-שב על הכסא והסתובב עליו, ואז פרוש את הידיים לצדדים. אתה תרגיש ירידה משמעותית במהירות הסיבוב. כאשר תכנס את הידיים חזרה אליך, מהירות הסיבוב תשוב ותגדל.

מה שציינת עם הידיים לצדדים זה בעצם כמו ציפור שדואה ומבצעת פניות באוויר.
כאשר הכנפיים שלה פרוסות לצדדים קל לה יותר לבצע את הסיבוב כי יש לה יותר יציבות באוויר.
מלבד זאת קיים גם כוח העילוי הדינאמי שמפעיל האוויר על הציפור במקום הכוח הנורמלי של הכביש על המכונית.
אבל זה כבר לא כ"כ קשור...

תודה רבה אלון