O princípio usado por um motor de turbina a gás ao fornecer força para mover um avião é baseado na Terceira Lei de Newton. Esta lei afirma que para cada ação há uma reação igual e oposta; portanto, se o motor acelera uma massa de ar (ação), aplica uma força na aeronave (reação).
O turbofan gera empuxo dando uma aceleração relativamente mais lenta a uma grande quantidade de ar. O antigo motor turbojato puro atinge o empuxo ao conferir maior aceleração a uma menor quantidade de ar. Este foi o seu principal problema com o consumo de combustível e ruído.
A massa de ar é acelerada dentro do motor pelo uso de um ciclo de fluxo contínuo. O ar ambiente entra no difusor de entrada onde é submetido a mudanças de temperatura, pressão e velocidade devido ao efeito de aríete. O compressor então aumenta a pressão e a temperatura do ar mecanicamente. O ar continua a pressão constante até a seção do queimador onde sua temperatura é aumentada pela combustão do combustível. A energia é retirada do gás quente expandindo-se através de uma turbina que aciona o compressor e expandindo-se através de um bocal de exaustão projetado para descarregar o gás de exaustão em alta velocidade para produzir empuxo.
Os gases de alta velocidade do motor podem ser considerados contínuos, transmitindo essa força contra a aeronave na qual está instalado, produzindo assim empuxo. A fórmula para o empuxo pode ser derivada da segunda lei de Newton, que afirma que a força é proporcional ao produto da massa pela aceleração.
Esta lei é expressa na fórmula: F = M × A onde; F = força em libras, M = massa em libras por segundo, A = aceleração em pés por segundo.
Na fórmula acima, a massa é semelhante ao peso, mas na verdade é uma quantidade diferente. A massa refere-se à quantidade de matéria, enquanto o peso refere-se à força da gravidade sobre essa quantidade de matéria. Ao nível do mar em condições normais, 1 libra de massa tem um peso de 1 libra. Para calcular a aceleração de uma determinada massa, a constante gravitacional é usada como unidade de comparação. A força da gravidade é de 32,2 pés por segundo ao quadrado (ft/sec²). Isso significa que um objeto de 1 libra em queda livre acelera a uma taxa de 32,2 pés por segundo a cada segundo que a gravidade age sobre ele. Como a massa do objeto pesa 1 libra, que também é a força real transmitida a ele pela gravidade, pode-se supor que uma força de 1 libra acelera um objeto 1-1 a uma taxa de 32,2 pés/s². F/M = A/G ou F = MA/G onde: F = força M = massa A = aceleração G = gravidade.
Em qualquer fórmula que envolva trabalho, o fator tempo deve ser considerado. É conveniente ter todos os fatores de tempo em unidades equivalentes (ou seja, segundos, minutos ou horas). No cálculo do empuxo do jato, o termo “libras de ar por segundo” é conveniente, pois o segundo é a mesma unidade de tempo usada para a força da gravidade.
