Tra i primi videogame ce n’era uno in cui due segmenti potevano scorrere in verticale lungo i lati opposti dello schermo, e respingevano a turno una «palla», simulando così una specie di ping pong (figura 1). La tecnologia non permetteva di riprodurre situazioni e movimenti articolati, per cui ci si accontentava di una schematizzazione e si usava un po’ di fantasia per far diventare lo schermo del televisore un tavolo da tennis.

Per studiare i moti bisogna fare l’operazione opposta: la complessità della realtà deve essere semplificata e ridotta all’essenziale. In fondo, quando assistiamo a una vera partita di ping pong siamo ben poco interessati a come si muovono gambe, braccia, mani e piedi del giocatore, ma piuttosto badiamo all’impatto della pallina sulla racchetta.

In fisica questo corrisponde a schematizzare i movimenti dei corpi con i movimenti dei loro baricentri. In pratica si tratta di rappresentare il movimento di un corpo esteso come se fosse un punto, ignorando tutto quello che avviene intorno ad esso. Quando si fa una tale approssimazione, in termini fisici si parla di punto materiale:

• punto perché non è esteso nello spazio e non è quindi necessario dire altro all’infuori della sua posizione;
• materiale per non dimenticare che stiamo parlando di qualcosa che è fatto di materia e che, quindi, ha una massa.

Per semplificare lo studio dei moti si rappresenta un corpo esteso come se fosse un punto dotato di massa, la cui posizione coincide con il suo baricentro.

Il baricentro è un punto molto particolare, che può essere preso come «rappresentante» di un corpo perché – come vedremo più avanti nello studio della fisica – ne rappresenta una sorta di centro nel campo gravitazionale terrestre (figura 2).

Ogni volta che si parlerà di corpi in movimento si sottintenderà una tale schematizzazione, anche se non si parlerà esplicitamente di punto materiale.

I corpi in movimento descrivono nello spazio linee immaginarie, dette traiettorie.

Le traiettorie che si studiano più facilmente sono quelle che hanno una rappresentazione matematica semplice: per esempio, la traiettoria del baricentro di un gatto che cade è un segmento.

Si chiama traiettoria l’insieme dei punti dello spazio occupati dal baricentro di un corpo al passare del tempo.

Se puntiamo una macchina fotografica verso il Nord nel cielo notturno e lasciamo aperto l’otturatore per diverse ore, otteniamo un’immagine con scie circolari concentriche: sono le stelle che durante la notte descrivono archi di circonferenze intorno alla stella polare.

La traiettoria della stella polare è praticamente un punto: nell’arco di molti anni occupa sempre la stessa posizione.

I pianeti, invece, si comportano in modo più complicato. Le loro traiettorie nel corso dell’anno non sono regolari, ma questi corpi sembrano andarsene a spasso nel cielo senza seguire un disegno preciso. Non a caso la parola pianeta viene dal greco e significa errante. Per esempio Marte di tanto in tanto inverte il suo moto per alcune settimane, descrivendo nel cielo strane curve o cappi chiusi (figura 3).

 La ricerca delle regolarità nel moto dei pianeti arrovellò gli astronomi di tutti i tempi. Tolomeo, nel II secolo d.C., propose un modello secondo il quale tutti i copri celesti si muovevano intorno alla Terra seguendo traiettorie circolari, e le anomalie dei pianeti si spiegavano con il fatto che essi ruotavano su circonferenze più piccole (epicicli), mentre ruotavano intorno alla Terra su circonferenze più grandi (deferenti) (figura 4).

Il modello tolemaico era piuttosto macchinoso, ma era geniale e descriveva abbastanza bene il moto dei pianeti, anche se le equazioni per rappresentarlo erano molto complesse. Ebbe un gran successo e restò incontestato per secoli, fino a quando Copernico (1473-1543) intuì che bastava poco per risolvere la questione in modo molto più semplice ed elegante: bastava osservare tutti i moti dal punto di vista del Sole e scomparivano d’incanto deferenti, epicicli e difficoltà.