Si tandis que indique « pendant la durée où », « aussi longtemps que » (ce sont les usages normaux), c’est l’imparfait (qui exprime la durée) que l’on retrouve dans la proposition subordonnée : « Il fit ses devoirs tandis que sa mère cuisinait. » C’est ce que l’on trouve dans la plupart des textes classiques.
Mais cette locution conjonctive est de plus en plus employée – un peu de manière abusive – avec le sens de « quand » ou de « alors que » (simultanéité), ce qui fait hésiter (comme dans votre exemple). Il vaut donc mieux dans ce cas employer une autre préposition :
« Le premier garçon plongea par-dessus le guidon de son vélo et atterrit lourdement dans une flaque d’eau quand le second perdit l’équilibre et percuta une barrière. »

L’imparfait ne serait pas adapté pour une action datée, terminée et en l’occurence plutôt brève.
Rien n’interdit le passé simple ou le passé composé (ni aucun autre temps) avec « tandis que ». Mettez le temps qui convient à votre récit.

Il faut rappeler que la notion de brièveté ou de longueur n’a rien à voir avec l’utilisation de l’imparfait ou du passé simple.
L’imparfait place la perspective dans l’action ou l’événement en train de se dérouler (dans, à l’intérieur de son déroulement).
Le passé simple procède d’un point de vue différent : l’action ou l’événement est considérée dans sa globalité.
Ainsi je peux écrire ou dire : il dormit trois jours (action longue mais considérée globalement) et il sursauta : on frappait à la porte, où l’action de frapper est courte, mais prise dans son processus (: ici l’effet est de ralentir le temps pour créer du suspens).

Selon le sens de tandis que, simultanéité ou opposition, on utilise l’un ou l’autre temps. Et pas forcément le même temps dans la subordonnée et la principale :
– Elle dormait tandis qu’il travaillait à son roman = simultanéité
– Tandis que je dormais il ouvrit la fenêtre et sortit sur le toit = l’action sortir est incluse dans l’action dormir
– Elle s’habilla/habillait pour faire une promenade tandis que lui se mit/se mettait au lit pour une bonne sieste = opposition

Car tandis que  (comme alors que ou quand) introduit aussi parfois l’idée d’opposition (ce qui est tout à fait correct).

Le premier garçon plongea par-dessus le guidon de son vélo et atterrit lourdement dans une flaque d’eau tandis que le second perdit l’équilibre et percuta une barrière.  On a là la simultanéité de deux événements vus de façon globale.

Le premier garçon plongeait par-dessus le guidon de son vélo et atterrissait lourdement dans une flaque d’eau tandis que le second perdait l’équilibre et percuta une barrière.  : les événements simultanés sont vus dans leur déroulement.
Le premier garçon plongeait par-dessus le guidon de son vélo et atterrissait lourdement dans une flaque d’eau tandis que le second perdit l’équilibre et percuta une barrière. L’événement perdre l’équilibre est vu dans sa globalité et est inclus dans les événements de la principale.

Les trois formulations sont correctes mais présentent les événements de façon différente.

Les temps ne vous apparaîtront pas incongrus si vous acceptez de considérer la locution « tandis que » uniquement comme mettant deux réalités en parallèle, sans porter aucune notion chronologique :
— Ma fille est dentiste, tandis que mon fils est pianiste.
— Ma fille devint dentiste, tandis que mon fils étudia la musique.
Si c’est là le sens voulu par l’auteur, il est assez naturel d’avoir le même temps dans chaque terme.