Три закона кретања сер Исака Њутна, која чине већи део основе класичне физике, револуционарно су реновирала науку када их је објавио 1686. године. Први закон каже да сваки предмет остаје у стању мировања или у покрету уколико на њега не делује сила. Други закон показује зашто је сила производ телесне масе и његовог убрзања. Трећи закон, познат свима који су икада били у судару, објашњава зашто ракете раде.
Њутнов трећи закон
Изражено модерним језиком, Њутнов трећи закон каже да свака акција има једнаку и супротну реакцију. На пример, када излазите из чамца, сила којом стопало делује на под вуче вас напред, док истовремено на чамац вршите једнаку силу у супротном смеру. Будући да сила трења између чамца и воде није тако велика као она између ципеле и пода, чамац убрзава од пристаништа. Ако заборавите да узмете у обзир ову реакцију у својим кретањима и времену, могли бисте завршити у води.
Потисак ракете
Сила која покреће ракету обезбеђује се сагоревањем горива ракете. Како се гориво комбинује са кисеоником, производи гасове који се усмеравају кроз издувне млазнице на задњем делу трупа, а сваки молекул који се појави убрзава се даље од ракете. Њутнов трећи закон захтева да ово убрзање прати и одговарајуће убрзање ракете у супротном смеру. Комбиновано убрзање свих молекула оксидованог горива док излазе из млазница ракете ствара потисак који убрзава и покреће ракету.
Применом Њутновог другог закона
Када би из репа изашао само један молекул издувних гасова, ракета се не би померила, јер сила коју молекул врши није довољна да савлада инерцију ракете. Да би се ракета покренула, мора бити много молекула и они морају имати довољно убрзање, како је одређено брзином сагоревања и дизајном потисника. Научници ракете користе Њутнов други закон за израчунавање потиска потребног за убрзање ракете и слање она на планираној путањи, која може укључивати или не нужно избегавање Земљине гравитације и одлазак у свемир.
Како размишљати као ракетни научник
Размишљање попут научника ракете укључује смишљање начина за превазилажење сила које спречавају кретање ракете - првенствено гравитације и аеродинамичког отпора - уз најефикаснију употребу горива. Међу релевантним факторима су тежина ракете - укључујући њен корисни терет - која се смањује како ракета користи гориво. Комплицирајући прорачуне, сила вуче се повећава како се ракета убрзава, док се истовремено смањује како атмосфера постаје све тања. Да бисте израчунали силу која покреће ракету, потребно је, између осталог, узети у обзир карактеристике сагоревања горива и величину сваког отвора млазнице.