Para levantar verticalmente uma caixa de massa m até uma altura h, da posição P₁ até a posição P₃, um agente externo pode aplicar, sobre a caixa, uma força vertical constante F₁. Se a caixa é levantada com velocidade constante num referencial inercial fixo na superfície da Terra, o módulo desta força deve ser igual ao módulo do peso da caixa. Então, podemos escrever a energia associada ao trabalho do agente externo sobre a caixa como:

W₁₃ = F₁ • d₁ = F₁h = mgh

em que h é o módulo do deslocamento d₁ ao longo da vertical.

A caixa pode ser levantada ao longo de um plano inclinado de um ângulo θ com a horizontal, da posição P₂ até a posição P₃, com o agente externo aplicando uma força F₂. Se a caixa é levantada com velocidade constante no mesmo referencial, temos, em módulo: F₂ = mgsenθ e a energia associada ao trabalho do agente externo sobre a caixa fica:

W₂₃ = F₂ • d₂ = F₂L = mgL senθ = mgh

em que L é o módulo do deslocamento d₂ ao longo do plano inclinado.

Comparando as duas expressões, concluímos que W₁₃ = W₂₃ e também que:

F₁h = F₂L

a partir do que podemos escrever:

F₂ = (h/L) F₁

Como h < L, temos F₂ < F₁. Assim, o agente externo exerce, sobre a caixa, uma força de módulo F₁ ao deslocá-la na vertical e uma força de módulo F₂ menor ao deslocá-la ao longo do plano inclinado. Por isso, o plano inclinado é considerado uma máquina simples.

Princípio de Conservação da Energia