¿Por qué es más fácil levantar un cubo de agua con una polea que levantar el mismo cubo de agua directamente con la mano?

Me he dado cuenta de que las otras respuestas aquí se refieren al peso ‘real’ que se carga en el punto fijo de la polea, distribuyendo la fuerza uniformemente a través de las cuerdas, etc.
Sin embargo, esto no es así.
La polea comúnmente utilizada para levantar baldes de agua de un pozo es una polea fija única.
   

Aquí la carga (el peso del cucharón) es igual al esfuerzo aplicado por usted en el otro extremo de la cuerda. Por lo tanto, debe aplicar la misma fuerza que el peso del cucharón.
Este es también el caso cuando no se utiliza ninguna polea, es decir, ¡el esfuerzo requerido es el mismo en ambos casos!
¿Cómo hace una polea para que sea más fácil levantar el cubo?
La respuesta es que la polea nos ayuda a aplicar la misma fuerza en una dirección conveniente, es decir, en la dirección de la gravedad hacia abajo. Al hacerlo, puede usar su propio peso para aplicar el esfuerzo (tenga en cuenta que el esfuerzo de aplicación sigue siendo el mismo).
Entonces, aquí todo lo que tienes que hacer es agarrar la cuerda y arrojar tu peso hacia abajo en lugar de usar solo los músculos de tu brazo para intentar levantar el cubo del pozo sin una polea.

Por lo tanto, la polea hace que sea más fácil para ti levantar el cucharón, cambiando la dirección en la que se aplica la fuerza a una más conveniente.