Le monocycle est un accessoire courant dans les spectacles d’acrobatie. Il n’a qu’une seule roue et son centre de gravité est très élevé, comme un pendule instable. Mais sous l’action du cycliste sur les pédales, il peut maintenir une position verticale stable, s’arrêter sur place et avancer ou reculer avec souplesse. Pourquoi le monocycle, avec son centre de gravité très élevé, peut-il rester debout sans tomber ? En réalité, le secret de la stabilité du monocycle réside dans les techniques du cycliste. Lorsque le cycliste s’incline vers l’avant avec le véhicule, la force de soutien du sol sur la roue n’est plus exercée par le centre de gravité, ce qui crée un moment de force autour de ce centre. Le moment de force est une force extérieure qui fait tourner un objet. Sa grandeur est égale à la force de soutien multipliée par la distance entre la force et le centre de gravité. Sans contrôle, le monocycle tomberait sous l’effet du moment de force. À ce moment, le cycliste applique une force sur la roue à l’aide des pédales et de la chaîne, ce qui fait rouler la roue vers l’avant. Le frottement de la roue sur le sol crée une force de frottement vers l’avant, qui compense exactement le moment de force de renversement exercé par la force de soutien, permettant au véhicule de se redresser. En contrôlant correctement la force des pédales, le cycliste peut faire s’arrêter le monocycle sur place. Si la force des pédales est plus grande, la roue roulera vers l’avant. Pour faire reculer le monocycle, le cycliste doit s’incliner légèrement vers l’arrière et pédaler dans le sens inverse pour faire rouler la roue vers l’arrière, le frottement du sol vers l’arrière compensant également le moment de force de renversement.
Si un système de contrôle automatique remplaçait le contrôle du cycliste sur le monocycle, il serait possible de concevoir un nouveau véhicule auto-équilibrant. C’est le cas du « Segway », ou « hoverboard », apparu ces dernières années. Il se compose d’un châssis horizontal et de deux roues placées côte à côte. Les roues sont alimentées par une batterie, et un guidon vertical sert à contrôler la direction. Le cycliste se tient debout sur le châssis, avec un centre de gravité très élevé, comme pour le monocycle. Le système de contrôle intégré permet au cycliste de rester debout et d’éviter de tomber en avant ou en arrière. Ce véhicule unique est apparu lors des Jeux olympiques de Pékin en 2008 et est devenu un moyen de transport pratique sur les terrains de sport, dans les aéroports et les gares ferroviaires.