現代火箭
牛頓作用反作用定律是和影響人類生活的高新技術，特別是和航天技術緊密聯係在一起的。這不僅在我國，而且在世界各國都是如此。1957年10月4日，前蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星，震驚了全世界，開創了人類宇宙航行的新時代，就是最有力的證明。
宇宙航行要以現代火箭為基礎，前蘇聯在航天技術方麵的一度領先，不能不歸功於俄國一位中學教師的影響，他就是齊奧爾科夫斯基。
齊奧爾科夫期基自幼家境貧困，9歲時因患猩紅熱引起耳聾而被迫中途退學。麵對這樣的逆境，他努力克服生理上的困難，頑強自學。功夫不負有心人，22歲時他參加中學數學教師的招考，考試一舉合格。從此，齊奧爾科夫斯基開始中學教師的生涯。但在業餘時間，他依然一如既往地堅持搞科學研究。恐怕是受了著名幻想小說家儒勒·凡爾納的影響，這位年輕、勤奮、與眾不同的中學教師竟然也步儒勒·凡爾納的後塵，寫了一個題為《奇異的地球和天空》的科幻小說。就在這本書裏，齊奧爾科夫斯基以令人驚歎的想象力，對於如何戰勝地球的引力而飛出地球去的問題，作了十分生動而具體的分析。
緊接著，他於1898年寫成《用火箭推進飛行器探索宇宙》一文，可是被拖延5年後才發表在俄國《科學評論》雜誌上。這篇論文在人類曆史上第一次把征服宇宙空間的問題，提到科學的基礎上。然而他仍深情地把這歸納為：“著名幻想小說家儒勒·凡爾納在我的腦子裏播下了第一顆飛向宇宙空間去的思想種子。後來，我就在這種思想的引導下去進行工作了。”
根據牛頓力學定律，對於使用什麼工具才能實現宇宙飛行，齊奧爾科夫斯基通過周密計算，得出的結論是：不能用氣球和大炮，而隻能用火箭，因為它可以在沒有空氣的大氣層以外飛行。在此基礎上，他又提出兩個涉及火箭運動的頗為著名的問題並得出了解釋。
齊奧爾科夫斯基的第一個問題，即火箭不受外力作用關以一定的相對速度vr將氣體向後噴出而作加速直線運動的問題。設帶有燃料的火箭的初始質量為M1，全部燃料用畢時的質量為M2，則齊奧爾科夫斯基第一問題的運動方程為
由此可以解出當燃料用畢時火箭的速度v2是
v2=v1+vrlnM1-vrlnM2
其中v1是火箭的初速度。
若v1=0
則燃料用畢時火箭的速度v2為
其中M1/M2稱為火箭的質量比。可見，火箭所達到的速度v2與燃料的燃燒時間無關而隻與火箭噴氣速度vr和火箭的質量比有關。
齊奧爾科夫斯基的第二個問題，即火箭在重力作用下以一定的速度vr將氣體向下噴出而作垂直向上運動的問題。設帶有燃料的火箭初始質量為M1，全部燃料用畢時的火箭質量為M2，則齊奧科夫斯基第二問題的運動方程為
由此可解出當燃料用畢時火箭的速度v2是
其中v1是火箭的初速度，t2是燃料用畢的時刻，即噴射氣體所需的時間。
若v1=0
則燃料用畢時的速度v2為
可見，與齊奧爾科夫斯基第一問題相比，火箭所能達到的速度v2由於重力作用而減小gt2，一般稱它為速度損失。速度損失與噴氣時間t2成正比，噴射時間越短，速度損失越小。