1903년 치올코프스키는 중력과 저항이 없다고 가정했을 때 로켓의 움직임을 설명하는 공식을 발표했다. 로켓의 일부를 빠른 속도로 뒤로 배출함으로써 앞으로 나아가는 원리를 설명한 공식이다. 로켓은 연료를 태워 생긴 가스를 분사해 움직이므로 여기서 말하는 로켓의 일부란 연료가 된다. 치올코프스키의 로켓 공식을 간단한 형태로 나타내면 다음과 같다.

공식으로 푸는 궁금증 ❶ - 더 세게 내뿜을수록 좋다

공식으로 푸는 궁금증 ❶ - 더 세게 내뿜을수록 좋다

로켓은 연료를 태워 만든 뜨거운 가스를 분사구를 통해 빠른 속도로 내뿜음으로써 움직인다. 상식적으로 생각해도 가스를 빠르게 내보낼수록 로켓도 빠르게 움직일 것 같다. 공식을 보면 이 사실을 확실히 알 수 있다. 공식에 따르면 처음 속력과 나중 속력의 차(Δυ)는 분사가스의 속력(υ)에 비례한다. 분사가스의 속력이 클수록 로켓이 빠른 속도로 움직이는 것이다.

공식으로 푸는 궁금증 ❷ - 로켓은 클수록 좋다

공식으로 푸는 궁금증 ❸ - 다단계로 만드는 이유는?

공식으로 푸는 궁금증 ❹ - 10단계 로켓은 왜 없을까?

공식으로 푸는 궁금증 ❹ - 10단계 로켓은 왜 없을까?

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