A NASA űrsiklójához vagy a kínai Senzhou űrhajóhoz képest a palackrakéta viszonylag egyszerű ügy - csak vízzel és sűrített levegővel teli szódásüveg. De ez az egyszerűség megtévesztő. A palackrakéta valójában nagyszerű módja annak, hogy megértsük és átgondoljuk a fizika néhány alapfogalmát, például az energia különböző formáit, erejét és lehetőségeit.
Helyzeti energia
Az objektumnak konfigurációja vagy erőtérben elfoglalt helyzete miatt van potenciális energiája. Ha két pozitív töltés közelebb kerül egymáshoz, akkor megnövekedett a potenciális energia. Ha levegőt vesz és összenyomja, ez energiát vezet be, és a sűrített levegő megnövekedett nyomása annak potenciális energiájának mértéke térfogatra. Amikor a palackrakéta lepattan, a belsejében lévő levegő nagyobb nyomással rendelkezik, mint a külső levegő, ezért kitágul és kiszorítja a vizet az üvegből. Minden cselekvésnél van egyforma és ellentétes reakció; így e tágulás és kitaszítás által kifejtett lefelé irányuló erő viszont felfelé tolja a rakétát. A sűrített levegőben tárolt potenciális energia kinetikus energiává alakul át.
Kinetikus energia
A kinetikus energia a mozgás energiája. Egy mozgó vagy leeső tárgynak, mint a palackrakétának, mozgási energiája van. A tárgy belsejében lévő molekuláknak és részecskéknek kinetikus energiájuk is van, mert folyamatosan rezegnek vagy mozognak. Amint a gázmolekulák ütköznek az őket bezáró anyag felületével, erőt gyakorolnak rá. A területtel elosztott erő megegyezik a nyomással. Ezért a gáz térfogatának csökkentése növeli a nyomását - a molekulák kisebb területre korlátozódnak, de átlagos kinetikus energiájuk nem változott, így nő a körülöttük lévő anyagra kifejtett erő.
Gravitációs potenciális energia
Amint a rakétája felemelkedik, a mozgás mozgási energiája gravitációs potenciális energiává alakul át. A rakéta távolabb mozog a Föld felszínétől, úgy, mint egy negatív és pozitív töltés egymástól távolabb a rakéta nagyobb gravitációs potenciális energiával rendelkezik, mivel távolabb mászik a talaj. Amint a gravitáció ráhúzza a sebességét, addig csökken, amíg el nem éri azt a pontot, ahol az összes mozgási energia gravitációs potenciál energiává alakul. Ezen a ponton a rakéta zuhanni kezd.
A Földre esés
Amint a palackrakéta leesik, a gravitációs potenciál energia átalakul kinetikus energiává, és a palackrakéta sebessége gyorsan növekszik. Végül a talajra csapódik, ahol kinetikus energiája a molekulák véletlenszerű mozgásaként oszlik el a járdán - más szóval hő.
Észreveheti, hogy a palackrakéta felemelkedése és süllyedése során egyetlen energia sem "tűnik el" - minden energia vagy egyik formából átalakul, vagy hőből súrlódássá és légellenállássá változik. A termodinamika első törvénye szerint az energia nem hozható létre és nem semmisíthető meg; csupán egyik formáról változik a másikra.