Физика процесса, насколько я ее себе представляю, должна быть такой:
В нормальном состоянии, когда колесо идеально сбалансировано, все его точки при вращении движутся по окружности и имеют равное центростремительное ускорение и силу инерции.
При разбалансировке у нас смещается центр масс относительно оси вращения колеса. Это равносильно тому, что у нас появился некий груз массой
m находящийся на определенном расстоянии от оси вращения и жестко связан с ним (на рисунке я его обозначил черным кружком). В результате чего, при вращении колеса возникает сила инерции
Fи, стремящаяся вытолкнуть груз как можно дальше от оси. Эта сила и является причиной вибраций на оси. Ось тоже начинает двигаться по некой маленькой окружности. Т.о. для каждой отдельной точки колеса происходит перераспределение центростремительного ускорения таким образом, что в точке на колесе, находящейся напротив груза
m центростремительное ускорение будет максимальным и, соответственно, по 2-му закону Ньютона (F=m*a) там же будет максимальная сила инерции для данной точки на колесе.
Если мы добавим незакрепленный вес (на картинке я обозначил шариками синего цвета), то он будет смещаться к той точке на колесе, где на него будет действовать максимальная сила инерции, т.е. в противоположную от груза
m точку, стремясь минимизировать вибрацию на оси.
Как то так. Не претендую на стройность изложения, т.к. физику изучал давно, а вспоминать, оказалось не так просто...
