Τόσο οι τροχαλίες όσο και οι μοχλοί έχουν χρησιμοποιηθεί για αιώνες ως μέσο επίτευξης βαριών εργασιών. Αυτές οι απλές μηχανές χρησιμοποιούν τους νόμους της φυσικής για να μεταφέρουν αποτελεσματικά το βάρος σε απόσταση. Επιτρέπουν σε ένα άτομο να μετακινεί βάρη που ένας άνθρωπος δεν θα μπορούσε να ανυψώσει χωρίς την παρέμβαση τέτοιων εργαλείων.
Εάν τροφοδοτήσετε ένα σχοινί πάνω από μια μόνο τροχαλία και ανυψώσετε ένα βάρος μαζί του, θα τραβήξετε το σχοινί στην ίδια απόσταση με το βάρος που ανυψώνεται και ανυψώνετε αποτελεσματικά το ίδιο βάρος. Ωστόσο, εάν συνδέσετε το σχοινί στο κάτω μέρος του πλαισίου της τροχαλίας, τρέξτε το μέσω άλλης τροχαλίας και δημιουργήστε αντίγραφα ασφαλείας μέσω του πρώτα, θα τραβήξετε το σχοινί δύο φορές την απόσταση από την οποία ανυψώνεται το βάρος, αλλά ανυψώνετε μόνο το μισό του βάρους. Το πρακτικό αποτέλεσμα αυτού είναι ότι θα μπορούσατε να σηκώσετε, για παράδειγμα, ένα βάρος 100 λιβρών 10 πόδια τραβώντας ένα σχοινί 20 πόδια με αυτό που μοιάζει με βάρος 50 κιλών πάνω του. Αυτή η αρχή μπορεί να επεκταθεί επ 'αόριστον με την προσθήκη περισσότερων τροχαλιών.
Η αναλογία βάρους προς απόσταση μπορεί επίσης να τροποποιηθεί χρησιμοποιώντας τροχαλίες με διαφορετικές διαμέτρους. Αυτή είναι ουσιαστικά η ίδια αρχή με τη γνωστή λειτουργία των γραναζιών ποδηλάτων. Όταν γυρίζετε ένα γρανάζι με μεγάλη διάμετρο που συνδέεται από μια αλυσίδα σε ένα γρανάζι με μικρή διάμετρο, η μικρότερη ταχύτητα θα περιστρέφεται πιο γρήγορα. Συνδέοντας τροχαλίες διαφορετικών διαμέτρων μεταξύ τους με σχοινιά ή αλυσίδες, μπορείτε πολύ επεκτείνετε την ανυψωτική σας δύναμη τραβώντας απλώς το σχοινί ή την αλυσίδα για μεγαλύτερη απόσταση από το βάρος ανυψωμένο.
Ένας μοχλός λειτουργεί με την ίδια αρχή με την τροχαλία, αλλά με πολύ διαφορετικό φυσικό τρόπο. Εάν πάρετε μια σανίδα 10 ποδιών και την στηρίξετε σε ένα υπομόχλιο στο κέντρο της, μπορείτε να τοποθετήσετε ένα βάρος στο ένα άκρο και να το σηκώσετε πατώντας προς τα κάτω στο άλλο άκρο. Η απόσταση που κατεβάζετε από το ένα άκρο θα είναι ίδια με την απόσταση που ανυψώνεται το άλλο άκρο και θα απαιτεί το ίδιο βάρος. Ωστόσο, εάν αντισταθμίσετε το υπομόχλιο από το κέντρο της πλακέτας - το μοχλό - θα κερδίσετε ένα μηχανικό πλεονέκτημα. Εάν το υπομόχλιο είναι ένα πόδι από το ένα άκρο και εννέα πόδια από το άλλο άκρο, μπορείτε να ανυψώσετε ένα πολύ βαρύ βάρος κατεβάζοντας απλώς το μακρύ άκρο εννέα φορές πιο μακριά από το βραχύτερο άκρο.
Οι τροχαλίες και οι μοχλοί και η φυσική που αποτελούν τη βάση τους αποτελούν τη βάση για πολλά σύγχρονα μηχανήματα. Τα πάντα, από τους τροχούς νερού έως τους κινητήρες εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούν την αρχή της μετατροπής του βάρους σε απόσταση.