Katapulte verwenden Hebel, Gegengewichte und die Prinzipien der Projektilbewegung, um ihre Nutzlasten abzufeuern. Der Wurfarm des Katapults fungiert als Hebel und hat am Ende einen Eimer, der das gewünschte Projektil enthält. Wenn das Gegengewicht losgelassen wird, kann das Katapult starten.
Einige Katapultmodelle verfügen über Querstreben, die verhindern, dass sich der Arm über einen bestimmten Winkel hinaus bewegt. Durch die Steuerung der Entfernung, die der Arm bewegen kann, beeinflusst er, wann das Projektil ausgelöst wird und damit den Abschusswinkel. Ein höherer Startwinkel bietet mehr Höhe, aber weniger horizontale Distanz.
Ein Katapult ist auf das Drehmoment angewiesen, das eine Funktion der Länge des Arms und der Geschwindigkeit ist, mit der es sich bewegt, um dem Projektil einen Drehimpuls zu verleihen Schwerkraft und Windwiderstand. Daher gelten für die Bewegungsberechnung die kinematischen Standardgleichungen. Die Bestimmung der Reichweite erfordert beispielsweise die Kenntnis der horizontalen Geschwindigkeit und des Startwinkels sowie der Flugzeit.
Die Formel für die horizontale Geschwindigkeit ist vx = cos(theta)Vo oder der Kosinus des Abschusswinkels multipliziert mit der ursprünglichen Geschwindigkeit. Dann wird die Flugzeit benötigt. Die Flugzeit der Kabine kann mit der Formel 2vy/g ermittelt werden, wobei g = 9,8 und vy die Vertikalgeschwindigkeit oder die ursprüngliche Geschwindigkeit multipliziert mit dem Sinus des Startwinkels ist. Schließlich ergibt die Multiplikation der horizontalen Geschwindigkeit mit der Flugzeit die Reichweite.
