Uma maneira bastante simples de fazer isto é:
metade do produto da puxada (power stroke) pela força da puxada pela aceleração da gravidade. Por exemplo, uma balestra recurva de 150lb com power stroke de 11 pol, terá energia máxima de: Emax = (150*11*9,78)/2, e se quisermos esta energia no SI podemos fazer
Emax = 150*0,4536*9,8*11*2,54/200 = 93 joules.
Imagino eu que uma parte considerável desta energia é dissipada em som e calor no disparo, assim suponho que tenhamos disponível ainda uns 70% desta energia para a flecha. assim teríamos para a balestra em questão 65 joules o que é suficiente para lançar uma flecha de 30g a 65m/s.
A velocidade da flecha é obtida da seguinte forma: Vmax = (2*Emax/m)^0,5 (ou seja a raiz quadrada do dobra da energia dividido pela massa da flecha em kg.
O mesmo calculo "serve" para arcos recurvos (imagino eu).
Balestras e arcos compostos não tem mesmo comportamento triangular, imagino que seja um trapézio.
Fiz estes calculos baseados em física colegial, não sei se está correto, mas parece que sim, pois a velocidade é razoável para esta balestra.