Både remskivor och spakar har använts i århundraden som ett sätt att utföra tunga uppgifter. Dessa enkla maskiner använder fysikens lagar för att effektivt flytta vikten över ett avstånd. De tillåter en enda person att flytta vikter som en människa inte skulle kunna lyfta utan ingripande av sådana verktyg.
Om du matar ett rep över toppen av en enda remskiva och lyfter en vikt med den kommer du att dra repet samma avstånd som vikten lyfts och effektivt lyfta samma vikt. Men om du fäster repet på botten av remskivan, kör det genom en annan remskiva och tillbaka upp genom först kommer du att dra i repet två gånger det avstånd som vikten lyfts, men bara lyfta hälften av vikten. Det praktiska resultatet av detta är att du till exempel kan lyfta en vikt på 100 pund 10 fot genom att dra i ett rep 20 fot med vad som känns som en vikt på 50 pund på det. Denna princip kan utvidgas på obestämd tid genom att lägga till fler remskivor.
Förhållandet mellan vikt och avstånd kan också ändras med hjälp av remskivor med olika diametrar. Detta är i princip samma princip som den välbekanta användningen av cykelväxlar. När du vrider ett kugghjul med en stor diameter som är fäst av en kedja till ett kugghjul med en liten diameter, kommer det mindre kugghjulet att rotera snabbare. Genom att fästa remskivor med olika diametrar till varandra med rep eller kedjor kan du mycket förläng din lyftkraft genom att helt enkelt dra i repet eller kedjan längre än vad vikten är lyfts.
En spak fungerar enligt samma princip som en remskiva, men på ett helt annat fysiskt sätt. Om du tar en 10-fots bräda och vilar den på ett stödpunkt i mitten, kan du lägga en vikt i ena änden och lyfta den genom att trycka ner i den andra änden. Avståndet du sänker ena änden kommer att vara identiskt med det avstånd som den andra änden lyfter och kräver samma vikt. Men om du förskjuter stödpunkten från brädans mitt - spaken - får du en mekanisk fördel. Om stödpunkten är en fot från ena änden och nio meter från den andra änden, kan du lyfta en mycket tung vikt genom att helt enkelt sänka den långa änden nio gånger längre än den kortare änden stiger.
Remskivor och spakar och fysiken som ligger till grund för dem är grunden för många moderna maskiner. Allt från vattenhjul till förbränningsmotorer använder principen att omvandla vikt till avstånd.
