Предположим для простоты расчетов, что начальная скорость ракеты с запасом топлива равна нулю и что ракета выбрасывает весь запас топлива в виде газа сразу (в действительности так не происходит; см. ниже раздел «Для чего ракеты делают многоступенчатыми?»). Обозначим массу оболочки ракеты (т. е. ракеты без запаса топлива) 
массу газа 
а скорости оболочки и газа после выбрасывания топлива 
и 
Согласно закону сохранения импульса, 
откуда для модулей скоростей оболочки и газа получаем 
Из полученного соотношения следует, что скорость оболочки тем больше, чем больше скорость выброшенного газа и чем больше его масса.
В современных ракетах скорость вылетающего газа достигает нескольких километров в секунду (в несколько раз больше скорости ружейной пули). Однако, как следует из соотношения 
даже при такой скорости газа для того, чтобы оболочка ракеты приобрела первую космическую скорость (около 8 км/с), необходимо, чтобы масса топлива в несколько раз превышала массу оболочки. Но так было бы в том случае, если бы газ из ракеты вылетал весь сразу — как ядро из пушки. Однако при этом ускорение, приобретаемое ракетой, было бы настолько велико, что возникающую перегрузку (см. § 13. Вес. Невесомость) не смогли бы выдержать не только космонавты, но и приборы.