Odrzuć, aby ruszyć do przodu.

Rakieta porusza się, wyrzucając masę do tyłu. Na tym polega cały trik. To, co rakieta wyrzuca (gorący gaz z prawdziwej rakiety albo strumień wody z rakiety z butelki), nazywa się gazami spalinowymi. Gdy rakieta pcha gazy spalinowe do tyłu, gazy spalinowe pchają rakietę do przodu.

To jest trzecia zasada dynamiki Newtona: gdy obiekt A pcha obiekt B, obiekt B odpycha obiekt A siłą o takiej samej wartości i przeciwnym kierunku. Te dwie siły tworzą parę. Działają na różne obiekty, więc nie znoszą się wzajemnie. Pchnięcie działające na gazy spalinowe powoduje, że gazy spalinowe przyspieszają do tyłu, a pchnięcie działające na rakietę powoduje, że rakieta przyspiesza do przodu.

Tę samą ideę można zapisać za pomocą pędu, który jest iloczynem masy i prędkości (p = m v). Jeśli nic z zewnątrz nie działa siłą na układ, jego całkowity pęd nie może się zmienić. Rakieta i jej gazy spalinowe zaczynają w spoczynku, więc ich całkowity pęd na początku wynosi zero i nadal wynosi zero:

m_rocket × v_rocket + m_exhaust × v_exhaust = 0, so m_rocket × v_rocket = −m_exhaust × v_exhaust

Znak minus oznacza, że obie prędkości są skierowane w przeciwne strony.

Przykład do wyobrażenia — bez żadnej rakiety: 60 kg łyżwiarz stojący na bardzo gładkim lodzie rzuca do przodu piłkę o masie 3 kg z prędkością 10 m/s. Piłka zyskuje pęd 3 × 10 = 30 kg·m/s, więc łyżwiarz musi zyskać taki sam pęd do tyłu: v = 30 ÷ 60 = 0,5 m/s w przeciwną stronę. Rakieta działa jak ten łyżwiarz, który raz za razem wyrzuca bardzo małą piłkę z ogromną prędkością.

Przeciw czemu rakieta się odpycha? Nie od powietrza ani od ziemi. Odpycha się od swoich własnych gazów spalinowych, które zabiera ze sobą. Dlatego rakieta działa w pustej przestrzeni, gdzie nie ma niczego innego, od czego mogłaby się odepchnąć. W rzeczywistości działa tam nawet trochę lepiej, jak zobaczysz w Świecie 4.

Kiedyś było to dla niektórych zaskoczeniem. W 1920 roku redakcja pewnej gazety wątpiła, że rakieta może działać w kosmosie, ponieważ „nie będzie miała od czego się odepchnąć”. Ta sama gazeta opublikowała sprostowanie w lipcu 1969 roku, gdy Apollo 11 leciał na Księżyc.