Не постесняюсь спросить, откуда это приближение: «длительность удара как удвоенный вертикальный размер отливки, поделенный на скорость звука в стали (т.е. t ≈ 0.2 м / 5000 м/c ≈ 40 мкс)». Стыдно признаться, не слишком вдавалась в теории колебаний в материалах...пока что.
* * * * *
После контакта с твердой поверхностью по материалу отливки начинает распространяться волна сжатия, перед которой материал еще «не знает», что удар произошёл (и продолжает двигаться со скоростью падения), а за ней — неподвижен (потому что неподвижна поверхность) и находится под приличным давлением. Произведение этого давления на площадь контакта, собственно, и есть та сила, которую мы пытаемся оценить. В какой-то момент волна достигает края отливки, она лежит на поверхности сжатая и неподвижная — и начинает разжиматься. Теперь от её верхнего края вниз бежит волна разгрузки. Когда она достигает низа отливки, удар заканчивается.
Поскольку исходная скорость отливки (14 м/c) крайне мала по сравнению со скоростью звука в стали (5000-6000 м/c), то с хорошей точностью можно считать, что обе волны — сжатия и разгрузки — именно со скоростью звука и распространяются.
(Кстати, при таком рассмотрении отливка не останется лежать, а отскочит с той же скоростью, так что в последующие расчеты вкралась ошибка в два раза… но мы в любом случае делаем настолько грубые оценки, что ошибка меньше чем на порядок величины за ошибку не считается).