Zarówno koła pasowe, jak i dźwignie były używane od wieków jako środek do wykonywania ciężkich zadań. Te proste maszyny wykorzystują prawa fizyki do efektywnego przenoszenia ciężaru na odległość. Pozwalają one jednej osobie przenosić ciężary, których człowiek nie byłby w stanie podnieść bez interwencji takich narzędzi.
Jeśli nałożysz linę na szczyt jednego krążka i podniesiesz z nim ciężar, będziesz ciągnąć linę na taką samą odległość, na jaką podnoszony jest ciężar, i skutecznie podnosząc ten sam ciężar. Jeśli jednak przymocujesz linę do dolnej części ramy bloczka, przeciągnij ją przez inny bloczek i cofnij się przez najpierw będziesz ciągnąć linę dwa razy na odległość, na jaką podnosi się ciężar, ale podnosząc tylko połowę ciężaru. Praktycznym rezultatem tego jest to, że możesz podnieść, na przykład 100-funtowy ciężar na 10 stóp, ciągnąc linę na 20 stóp z ciężarem 50 funtów na nim. Tę zasadę można rozszerzać w nieskończoność, dodając więcej kół pasowych.
Stosunek masy do odległości można również modyfikować za pomocą kół pasowych o różnych średnicach. Jest to zasadniczo ta sama zasada, co znane działanie przekładni rowerowych. Kiedy obracasz koło zębate o dużej średnicy, które jest przymocowane łańcuchem do koła zębatego o małej średnicy, mniejsze koło zębate będzie się obracać szybciej. Łącząc ze sobą bloczki o różnych średnicach za pomocą lin lub łańcuchów można znacznie zwiększyć siłę podnoszenia, po prostu ciągnąc linę lub łańcuch na odległość większą niż wynosi waga wzniesiony.
Dźwignia działa na tej samej zasadzie co koło pasowe, ale w zupełnie inny fizyczny sposób. Jeśli weźmiesz deskę o długości 10 stóp i oprzesz ją na punkcie podparcia w jej środku, możesz umieścić ciężarek na jednym końcu i podnieść go, naciskając drugi koniec. Odległość, którą opuszczasz jeden koniec, będzie identyczna z odległością, jaką podnosi drugi koniec i będzie wymagała takiej samej wagi. Jeśli jednak przesuniesz punkt podparcia od środka deski – dźwigni – uzyskasz przewagę mechaniczną. Jeśli punkt podparcia znajduje się jedną stopę od jednego końca i dziewięć stóp od drugiego końca, możesz podnieść bardzo ciężki ciężar, po prostu obniżając długi koniec dziewięć razy dalej niż unosi się krótszy koniec.
Koła pasowe i dźwignie oraz leżąca u ich podstaw fizyka są podstawą wielu nowoczesnych maszyn. Wszystko, od kół wodnych po silniki spalinowe, wykorzystuje zasadę zamiany masy na odległość.