Una herramienta de polea es una máquina simple que le permite a un trabajador cambiar la dirección de la fuerza aplicada y posiblemente manejar pesos que exceden con creces lo que normalmente sería capaz de maniobrar. Hay tres tipos diferentes de poleas: fijas, móviles y compuestas. Se utiliza una polea fija para cambiar la dirección de la fuerza aplicada solamente, mientras que las otras dos cambiarán la dirección y aumentarán la fuerza de tracción.
Independientemente del propósito de la herramienta de polea, el diseño es generalmente muy similar. En su forma más básica, una polea es una rueda, un eje y una cuerda o correa. El eje está conectado a una máquina más grande o asegurado en su lugar con un objeto estacionario. La rueda puede girar libremente sobre el eje y la cuerda o correa se asienta contra la rueda. La mayoría de las poleas tienen ranuras en la rueda para que la cuerda o la correa no se deslicen cuando se aplica fuerza lateral durante el uso.
El propósito original de la herramienta de polea era crear un cambio en la dirección de la fuerza. Una polea cambiará la dirección de la fuerza aplicada envolviéndose alrededor de la rueda. La cuerda entra en el sistema en un ángulo, pero sale por otro. La diferencia entre estas dos direcciones es el grado de cambio proporcionado por la herramienta. Por ejemplo, si una persona tira hacia abajo de una cuerda que pasa por encima de una polea, la fuerza sobre la cuerda disminuye, pero el efecto se transforma para subir después de pasar sobre la rueda.
El otro, pero posiblemente aún más importante, uso de una herramienta de polea es multiplicar la ventaja mecánica. Con algunas poleas, la fuerza aplicada a la cuerda en un extremo se multiplica mientras se mueve a través del sistema. Una polea con una ventaja mecánica de una no proporciona ningún beneficio adicional; una calificación de dos duplica el beneficio, una de tres triplica y así sucesivamente. Por ejemplo, cuando se aplican 100 libras (220 kg) de fuerza a una herramienta de polea con una ventaja de tres mecánicas, el otro extremo de la cuerda tira con 300 libras (660 kg) de fuerza.
Los diferentes tipos de herramientas son una combinación de las propiedades comunes de las poleas. La herramienta de polea fija tiene la ventaja de una y solo se usa cuando se cambia de dirección, como con las correas del motor de un automóvil. Estas poleas tienen un eje que no puede moverse desde una sola posición fija.
Los otros dos tipos de herramientas de polea pueden moverse, cambiando su orientación según la dirección de la fuerza aplicada y proporcionando una ventaja mecánica. Una polea móvil es tan básica como una polea fija, además de la libertad de movimiento de su eje. Estas poleas proporcionan una ventaja mecánica de dos. Una polea compuesta, también llamada block-and-tackle, es una línea única que se mueve a través de más de una polea móvil. Cada polea adicional proporciona una ventaja mecánica ligeramente menor que la anterior, por lo que el valor final es variable, pero este estilo siempre proporcionará una ventaja superior a dos.