Ramón, parte de nuestro equipo, nos hizo el favor de crear este artículo ya que controla a la perfección dicho tema.
Solución:
Cualquier cosa sobre la que aterrice el objeto y el objeto mismo actúa como un resorte y en compresión, los objetos almacenan energía potencial elástica que proviene del movimiento hacia abajo (energía cinética) de los objetos.
Esa energía potencial elástica se convierte luego en energía cinética debido al movimiento ascendente del objeto que originalmente estaba cayendo.
En general, tales colisiones son inelásticas, por lo que no toda la energía cinética debida al movimiento hacia abajo se convierte en energía cinética del movimiento hacia arriba.
Entonces, es la elasticidad de los objetos lo que resulta en la fuerza para desacelerar el objeto que cae y luego ejercer una fuerza mayor que el peso del objeto para impulsarlo hacia arriba.
Actualizar como resultado del comentario de @CortAmmon para mostrar el almacenamiento de energía potencial elástica.
¿El abuelo de todos ellos?
De las etiquetas de su pregunta parece que desea una respuesta usando las leyes de Newton, en lugar de usar energía o elasticidad.
Supongamos que hay dos fuerzas sobre el objeto:
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El peso del objeto, tirando hacia abajo.
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El suelo empujando el objeto.
Veamos las posibilidades de la fuerza #2:
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Hay sin fuerza entre el suelo y el objeto (o la cantidad de esta fuerza es cero). En ese caso, el objeto permanece en caída libre incluso después de tocar el suelo y atraviesa el suelo, aún acelerando. Sabemos por experiencia que esto no sucede.
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el suelo empuja hacia abajo sobre el objeto En ese caso, el objeto acelera hacia abajo incluso más que en caída libre y atraviesa el suelo. Sabemos por experiencia que esto no sucede.
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El suelo empuja hacia arriba sobre el objeto, pero con menos fuerza que el peso del objeto. En ese caso, hay una fuerza neta hacia abajo sobre el objeto. El objeto seguirá acelerando hacia abajo, aunque menos que en caída libre, y atravesará el suelo. Sabemos por experiencia que esto no sucede.
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El suelo empuja hacia arriba sobre el objeto, con fuerza igual al peso En ese caso, el objeto está en equilibrio dinámico, por lo que se aplica la 1ª Ley. El objeto en movimiento permanece en movimiento con la misma velocidad y atraviesa el suelo. Sabemos por experiencia que esto no sucede.
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La única posibilidad que queda es que el suelo empuje hacia arriba sobre el objeto con un mayor fuerza que el peso. Esto hace que la fuerza neta hacia arriba, la aceleración hacia arriba y frene el objeto. Esto es lo que observamos por experiencia. Los objetos que golpean el suelo se ralentizan, tanto si rebotan como si no.
Entonces, acabamos de demostrar que el suelo puede producir y produce una fuerza mayor sobre el objeto que su peso. Si este efecto continúa después de que la velocidad del objeto llegue a cero, entonces el objeto rebotará (es decir, es un colisión elástica). Por otro lado, si la fuerza se reduce al peso del objeto una vez que alcanza la velocidad cero, el objeto se detendrá en el suelo (es decir, un colisión inelástica).
Hay otras formas más elaboradas y sólidas de ver el problema. Como decimos en física, “hay más de una forma de hacerlo”. Sin embargo, esta es la respuesta usando solo las Leyes de Newton, y no hay necesidad de hacer la respuesta más elaborada de lo necesario.
Nos encantaría que puedieras dar recomendación a este ensayo si te valió la pena.