Звучит как замечательный проект, и я понимаю, почему строгий контроль важен. Фиксированный цикл физики обычно помогает сохранить предсказуемость – просто выбери небольшой шаг, например, 1/60 секунды, и рассчитывай физику на этом, независимо от частоты кадров. Так игра ощущается стабильной, даже если рендеринг немного подтормаживает. Что касается производительности, старайся использовать максимально простые формы столкновений – выровненные по осям прямоугольники или круги, их быстро проверять. Если нужна большая точность, попробуй двухэтапный подход: сначала быстрая общая проверка, чтобы отсечь большинство пар, а затем более точная проверка только для тех, что действительно нужны. И не забывай часто профилировать код; иногда даже одна лишняя условная конструкция или операция с плавающей точкой может накапливаться. Сбалансировать отзывчивое управление и работу на слабом оборудовании вполне реально, если оптимизировать математику и поддерживать стабильный FPS. Удачи, и дай знать, если возникнут какие-нибудь трудности.