Не могу сослаться на чьи-либо расчёты, а самому писать формулы невмоготу. Но алгоритм таков. Рычаг катапульты или требуше укреплён на оси, на конце рычага заряд. Противовес или скрученный жгут придают ускорение рычагу и заряду. В начальный момент скорость нулевая, далее она нарастает, снаряд движется по дуге, удерживаемый на рычаге. В каждой точке дуги мы можем принудительно остановить рычаг (например, поперечиной или остановом противовеса), снаряд полетит по касательной. В теории при равной скорости отрыва самая большая дальность будет достигнута при угле возвышения 45 градусов, то есть при остановке рычага в 45 градусах к вертикали. Но это в теории. Сила, действующая на рычаг, может ускорять снаряд и дальше. Если остановить рычаг вертикально, снаряд полетит горизонтально и тут же начнёт снижаться, а если рычаг пройдёт дальше, то снаряд полетит в землю, что и произошло с манекеном. Оптимальная точка отрыва снаряда будет расположена между 45 градусами и вертикалью, зависит от параметров ускоряющего устройства, поскольку кинетическая энергия снаряда пропорциональна квадрату скорости. Траектории исчисляются несложными способами внешней баллистики.
А эксперимент изначально был поставлен неверно, поскольку вопрос точки отрыва они не обсуждали (большинство таких экспериментов грешит слабой интеллектуальной проработкой и не может служить доказательством).