Durante el viaje, si se desinfla un neumático del coche, el conductor se detendrá a cambiarlo, y para ello será necesario levantar el coche. Un coche pesa alrededor de 1 tonelada, y un camión puede pesar varias toneladas, por lo que es imposible levantarlo a mano. Sin embargo, el conductor sacará un gato de la caja de herramientas del coche y levantará el vehículo sin ningún problema. ¿Cómo puede un gato tan pequeño tener tanta fuerza? ¿Cómo funciona?
Para levantar un objeto verticalmente, la fuerza aplicada debe ser igual o superior al peso del objeto. Sin embargo, para empujar un objeto cuesta arriba con una rampa, se necesita mucha menos fuerza. Cuanto menor es la inclinación de la rampa y menor es la fricción entre la rampa y el objeto, menor es la fuerza necesaria. Por eso, al cargar un camión, a menudo se coloca una rampa inclinada detrás del vehículo, lo que facilita la carga. Pero, si se suelta el objeto mientras se empuja por la rampa, ¿no volverá a rodar por la pendiente? ¿No sería un fracaso? Si la rampa es lo suficientemente empinada, esto es perfectamente posible. Sin embargo, si la inclinación de la rampa es menor, el peso del objeto a lo largo de la rampa será igual a la fricción entre el objeto y la rampa, por lo que el objeto no rodará sin la fuerza de empuje. Este fenómeno se conoce como «autobloqueo». Este principio también se aplica en la vida cotidiana, por ejemplo, en la construcción de pilares en túneles, donde se utilizan cuñas para levantar la viga. Después de insertar la cuña debajo de la viga, si se cumplen las condiciones de autobloqueo, la viga no rodará por la pendiente de la cuña.
Construir una rampa requiere mucho espacio, y a menudo no hay condiciones para ello en la vida cotidiana o en los lugares de trabajo. Podemos enrollar la rampa alrededor de un eje vertical, lo que crea una superficie en espiral, que en realidad es como construir una rampa en un espacio reducido, similar a las escaleras en espiral de los edificios. Las roscas que vemos a diario son este tipo de superficies en espiral, aunque el ángulo de la rosca también debe cumplir con las condiciones de autobloqueo. Cuando un tornillo gira en una tuerca, en realidad es como deslizar un objeto por una rampa, pero la fuerza de empuje es reemplazada por un momento de torsión. La estructura del gato es similar a una rampa enrollada. Su base es una tuerca grande, y la varilla es un tornillo. La varilla está conectada a una palanca larga, lo que aprovecha el principio de la palanca en la física. Al girar la palanca en ambos extremos, se aplica un momento de torsión al tornillo con una fuerza de empuje relativamente pequeña, lo que genera una gran fuerza de elevación en la parte superior y permite levantar el coche sin esfuerzo.
Existen diferentes tipos de gatos, pero su principio de funcionamiento es básicamente el mismo. También hay gatos hidráulicos, que utilizan el principio de transmisión hidráulica.