Фізика на ЗНО і НМТ. Більшість учасників вважає, що кулі різної маси штовхають одна одну з різною силою

Андрій Стулішенко, викладач математики, засновник Math Corporation.

Знання з фізики, судячи з офіційної статистики завдань, з 2019 по 2025 рік трималися приблизно на одному рівні. Учасник тестової форми, яку УЦОЯО щороку розбирає за завданнями, набирав у середньому від 35 до 40 % можливих балів, і на ЗНО, і на НМТ, а найпопулярніші помилки з року в рік схожі. Змінювалися правила, сам тест і кількість людей, які його складають.

За моїм підрахунком, на тесті 2026 року відповіді навмання в середньому давали 4,7 бала з 32, а поріг «склав» становив 5. І все ж того року фізику не склали 12,0 % учасників, більше, ніж з будь-якого іншого предмета на вибір.

Дві кульки і третій закон Ньютона

Почну із завдання НМТ-2024 з форми, яку розбирає звіт УЦОЯО. Відповідайте спершу самі. Дві кульки пружно зіштовхуються, маса першої m, другої 2m. Як співвідносяться сили, з якими кульки діють одна на одну, і їхні прискорення?

• А) F₁ = F₂, a₂ = 2a₁
• Б) F₁ = F₂, a₁ = 2a₂
• В) F₁ = 2F₂, a₁ = 2a₂
• Г) F₂ = 2F₁, a₂ = 2a₁

Правильна відповідь Б, і її обрали лише 27,9 % учасників. Цю частку правильних відповідей у звітах УЦОЯО називають складністю завдання, або P. Варіанти В і Г, де одна кулька діє на іншу вдвічі сильніше, разом обрали 55,2 %.

За третім законом Ньютона тіла діють одне на одне з однаковими за модулем силами, і маса тут нічого не змінює. Різняться прискорення. Прискорення дорівнює силі, поділеній на масу, тож та сама сила дає легшій кульці вдвічі більше прискорення. Більшість же помилилася саме в силах, хоча В і Г навіть суперечать один одному, бо вдвічі більшу силу один приписує першій кульці, а інший другій.

Одеський регіональний центр оцінювання якості освіти (ОРЦОЯО) у розборі НМТ-2024 теж відніс завдання на третій закон Ньютона до проблемних. Для порівняння, у 2019 році напрям сили, з якою нерухомий камінь діє на схил, правильно визначили 67,2 %.

Поріг з фізики стоїть біля рівня вгадування

Частку тих, хто не склав, часто читають як термометр знань. З фізикою це особливо оманливо, бо поріг і склад учасників змінювалися майже щороку. Чому шкала від 100 до 200 погано показує знання з будь-якого предмета, ми пояснюємо в огляді серії про рівень знань школярів.

На ЗНО поріг щороку визначали експерти. У 2019 році він становив 13 тестових балів з 60, і фізику не склали 15,0 % учасників. У 2020 році тест перебудували, максимум зріс до 64 балів, поріг знизили до 12, а атестацію через пандемію скасували. Частка тих, хто не склав, упала майже вдвічі, до 7,7 %.

Я б не робив з цього висновку, що за рік фізику стали знати вдвічі краще. Змінилися лінійка і люди, яких нею міряли.

На НМТ поріг низький. У 2023 році він становив 4 бали з 32, з 2024-го 5 балів. Фізику не склали 10,5 % учасників у 2025 році і 12,0 % у 2026-му, а математику того року 12,1 %. Серед предметів на вибір це найбільша частка в обидва роки, а на другому місці хімія з 6,2 і 8,5 %, про яку є окрема стаття серії.

На графіку частка тих, хто не склав фізику, у 2019 і 2020 роках та на НМТ. Найвищою вона була у 2019 році, 15,0 %, найнижчою у 2020-му, 7,7 %. За 2023 і 2024 роки офіційних чисел я не знайшов.

Тепер про вгадування. Тест 2026 року мав 14 завдань з вибором однієї відповіді з чотирьох, 2 завдання на відповідність по 3 пари з п'ятьма варіантами і 6 задач, де число треба вписати. Навмання в завданнях з вибором у середньому вийде чверть від 14, тобто 3,5 бала, а у відповідності п'ята частина від 6 пар, тобто 1,2 бала. Число в задачі навмання не вгадаєш. Разом 4,7 бала з 32.

Тож усі, хто не склав фізику у 2026 році, набрали менше, ніж у середньому дає випадок. За моїм підрахунком, людина, яка відповідала б навмання на все, крім задач із числом, подолала б той поріг приблизно в половині випадків. На ЗНО 2019 і 2020 років така сама стратегія давала шанс лише від 10 до 12 %. Про вгадування на НМТ ми окремо писали в матеріалі НМТ-2025 навгад.

Якщо перевести пороги й вгадування у відсотки від максимуму, різниця між ЗНО і НМТ стає наочною. На ЗНО поріг був вищим за вгадування приблизно на 6 відсоткових пунктів, у 2026 році лише на 0,9, а у 2023-му навіть нижчим.

Хто взагалі складає фізику

У 2010 році тест з фізики писали 46 520 людей. У 2019-му їх було 21 403, і для 10 324 з них, майже половини, тест був ще й державною підсумковою атестацією. Відтоді обов'язковою атестацією він не був, у 2022-му фізики в НМТ не було взагалі, а з 2023-го вона лише один із предметів на вибір.

Обирають її небагато. У 2023 році на фізику зареєструвалися 5 830 людей, 2,02 % усіх, у 2025-му 9 044, або 2,85 %, а складали тест, за моїм підрахунком, близько 8 000. У 2026 році зареєстрованих стало 11 380, 3,2 % усіх, хто реєструвався на НМТ.

Тож у 2019 році серед учасників було багато тих, кому тест був потрібен для атестації, а тепер фізику складає невелика група, яка обрала її сама. Частки тих, хто не склав, у різні роки описують різних людей. Про знання більше кажуть самі завдання.

Від 35 до 40 відсотків максимуму щороку

У другому томі звіту УЦОЯО за кожен рік є статистика всіх завдань однієї тестової форми, а Львівський регіональний центр оцінювання виклав ці сторінки окремими файлами. Для ЗНО це тест основної сесії, для НМТ одна з багатьох форм, тож дані описують лише частину учасників. Для завдань на кілька балів складність P рахують як частку зароблених балів від можливих.

Якщо скласти P усіх завдань форми з урахуванням їхньої ваги, вийде середній результат її учасника. За моїм підрахунком, це 36,9 % максимуму у 2019 році, 39,8 % у 2020-му, 38,2 % у 2021-му, 36,6 % у 2023-му, 36,8 % у 2024-му і 35,1 % у 2025-му. Тест за ці роки скоротився з 38 завдань до 20, а результат тримався між 35 і 40 %.

Тут враховано всіх, хто писав форму, разом із тими, хто не подолав поріг, тому порівнювати це число із середнім балом за шкалою від 100 до 200 не можна. Однакових завдань, які повторювалися б з року в рік, у цих шести формах немає. Тож далі я порівнюю завдання на ту саму навичку з іншими числами, а це слабший доказ, ніж повтор того самого завдання.

Найбільше розходяться типи завдань. Якщо порахувати середнє для кожного типу, завдання з вибором однієї відповіді розв'язували від 37,6 до 50,3 %, на відповідність від 42,0 до 61,5 %, а відкриті, де відповідь треба обчислити й вписати, від 15,7 до 26,1 %. Відкриті задачі відстають щороку, а найнижчим їхній середній результат був у 2024 році, 15,7 %.

Такі задачі важать від третини до 44 % максимуму, але дали лише від 16 до 28 % балів, які учасники справді заробили. А найлегшим завданням за шість років було вибрати, на якому малюнку автомобіль може рухатися рівномірно. У 2021 році його розв'язали 95,5 %.

ОРЦОЯО для НМТ-2023 наводить середні, 46,7 % для завдань з вибором відповіді і 40,5 % для відповідності, а про задачі з короткою відповіддю пише, що третина з них була дуже складною. За формою зі львівського архіву в мене вийшло 46,1 і 42,2 %. Про завдання з вибором відповіді в тому розборі сказано, що результати свідчать про «несистемність і поверхневість теоретичних знань». Мені здається, ця фраза описує фізику на тестах точніше за будь-який середній бал.

Невагомість, тепловий рух і кубик льоду

У 2020 році на ЗНО треба було вибрати правильне твердження про невагомість. Найпопулярнішим, з 44,7 %, стало «маса тіла в стані невагомості дорівнює нулю». Правильне, за яким невагомість настає, коли на тіло діє лише сила тяжіння, обрали 17,4 %, менше, ніж дало б вгадування. Ще по 18,9 % вибрали, що невагомість можлива лише у вакуумі і що вага в невагомості не дорівнює нулю.

Маса є мірою інертності тіла, і в космосі вона та сама, що на Землі. Нулю дорівнює вага, тобто сила, з якою тіло тисне на опору або розтягує підвіс. Інші роки мали інші завдання про невагомість, тож те, що у 2025 році одне з них розв'язали 67,9 %, ще не доводить, що масу з вагою плутати перестали.

У 2023 році на НМТ спитали, що таке тепловий рух. Половина учасників, 50,7 %, обрала рух, який виникає через зміну температури тіла. Правильну відповідь, безперервний хаотичний рух частинок тіла, обрали 40,5 %. Частинки речовини рухаються завжди, за будь-якої температури, а температура показує, наскільки інтенсивно. Схоже, слово «тепловий» прочитали буквально, і ОРЦОЯО теж назвав це поняття серед складних тем.

Наступне завдання варто спробувати самому. У 2019 році кубик льоду масою 10 грамів плавав у мензурці з прісною водою, і рівень стояв на позначці 50 мілілітрів. Що покаже мензурка, коли лід розтане, 49, 50, 51 чи 59 мілілітрів?

Правильна відповідь 50. Кубик, що плаває, витісняє рівно 10 грамів води, а розтанувши, сам стає 10 грамами води, які заповнюють якраз це місце. Цю відповідь обрали 16,6 %, а 64,3 % чекали, що рівень підніметься. Сильніші учасники, судячи з індексу розрізнення у звіті, помилялися тут майже так само часто, як слабші.

Колір фотона і заряд ядра

У 2021 році треба було вибрати колір світла з найенергійнішими фотонами. Фіолетовий, правильну відповідь, обрали 44,5 %, а червоний, протилежний край спектра, 42,1 %. У 2025 році запитали, фотони якого кольору мають енергію в 1,1 раза більшу, ніж фотони блакитного світла. Правильний синій обрали 29,8 %, зелений 54,8 %.

Енергія фотона пропорційна частоті світла, а частота зростає від червоного до фіолетового. Трохи більша енергія означає сусідній колір у бік фіолетового, тобто синій, а зелений лежить від блакитного в бік червоного. Схоже, частина учасників вважає, що енергія фотона росте разом із довжиною хвилі.

Найпопулярнішу неправильну відповідь за шість років зібрало завдання про ядерну реакцію 2025 року. Ядро азоту ¹⁴N поглинає β-частинку і випускає протон. Яке зарядове число має ядро, що утворилося, 5, 6, 10 чи 12?

Правильну відповідь 5 обрали 14,5 %, а 6 обрали 62,4 %. Зарядове число азоту 7. Електрон, тобто β-частинка, має заряд −1, тож після поглинання заряд ядра стає 6, а протон забирає ще одиницю, і лишається 5. Число 6 виходить, якщо врахувати лише одну з двох змін заряду.

Схожа історія з дослідом Резерфорда. У 2021 році 47,7 % учасників вирішили, що α-частинки в ньому розсіює ядерна взаємодія. Насправді їх відштовхує електричний заряд ядра, і цю, кулонівську, відповідь обрали 24,9 %.

Я зібрав вісім таких завдань на розуміння з 2019 по 2025 рік. У п'яти з них правильну відповідь обрали рідше, ніж дало б вгадування, а найпопулярніша хибна думка в кожному з них збирала від 42 до 64 % учасників.

Слон на платформі і задачі у два кроки

Найгірше розв'язане завдання за шість років стосувалося слона. У 2019 році слон масою 5 тонн ішов залізничною платформою масою 20 тонн зі швидкістю 2 метри за секунду. Швидкість, яку отримала платформа, 0,4 метра за секунду, знайшли 6,6 % учасників, а її кінетичну енергію, 1,6 кілоджоуля, лише 3,0 %.

Це закон збереження імпульсу, і головна пастка тут, схоже, у системі відліку. Відповідь 0,4 виходить, якщо врахувати, що 2 метри за секунду слон іде відносно платформи, а вона сама котиться назад. Відносно землі слон тоді рухається зі швидкістю 1,6 метра за секунду, і 5 тонн на 1,6 дають такий самий імпульс, як 20 тонн на 0,4.

Часто фізики в задачі на один рядок, а решта арифметика. У 2023 році куля масою 30 грамів летіла зі швидкістю 50 метрів за секунду, і 52 % її енергії пішло на нагрівання. Кінетична енергія кулі 37,5 джоуля, 52 % від неї становлять 19,5 джоуля, і цю відповідь дали 14,6 %. ОРЦОЯО відніс задачу до дуже складних.

Найнаочніше втрати видно в задачах із двох кроків. На ЗНО 2019, 2020 і 2021 років була задача з реостатом. Опір за положенням повзунка визначали від 34,3 до 57,0 % учасників, а наступний крок, де цей опір треба використати, від 4,0 до 17,0 %. Розрахунок з лінзою розв'язали 10,8 % у 2020 році, 15,4 % у 2021-му і 5,8 % у 2025-му.

Іноді бракує навіть одиниць. У 2020 році на запитання «Скільки коливань здійснює крильце бджоли за 1 секунду?» за частоти 300 герц правильно відповіли 35,1 %, і порожні відповіді тут рахуються як неправильні. Перевести 900 обертів за хвилину в оберти за секунду у 2025 році змогли 51,6 %, і це єдина задача з короткою відповіддю на НМТ, яку розв'язала більш ніж половина.

ОРЦОЯО в розборі НМТ-2024 пише про «прогалини у знаннях із математики» за 5 і 6 класи. Учасники часто не могли розв'язати задачу на відсотки, пропорцію чи просте рівняння і не знали одиниць вимірювання. Той самий збій на другому кроці видно і в статті серії про математику.

Жодну з дев'яти розрахункових задач на графіку не розв'язала навіть п'ята частина учасників, а найнижчий результат, 3,0 %, у задачі про слона.

Що тренувати перед НМТ з фізики

Правила НМТ-2027 ще не затверджені, тож спираюся на тест 2026 року, де учасники могли користуватися електронними довідковими матеріалами. Формат і теми докладно розібрано в статті про фізику на НМТ.

Неправильна відповідь дає нуль, а не мінус, тож лишати порожніми завдання з вибором чи на відповідність немає сенсу. Але поріг біля рівня вгадування відсікає лише зовсім слабкі результати, а для вступу потрібно значно більше.

Найбільше балів можна повернути на парах понять, які плутають найчастіше. Це маса і вага, тепловий рух і нагрівання, однакові сили взаємодії і різні прискорення, енергія фотона і його колір. У ядерних реакціях заряд краще рахувати для кожної частинки окремо, тоді замість 5 не вийде 6.

Відкриті задачі дають 12 з 32 балів, але учасники НМТ заробляли на них менше третини своїх балів. Я б тренував саме другий крок, де знайдену величину треба використати далі, і переводив одиниці в основні до будь-яких обчислень. ОРЦОЯО окремо попереджав, що бали втрачали через формат числа й округлення, навіть через одну пропущену цифру.

Якщо ви ще не визначилися з четвертим предметом, почніть зі статті про четвертий предмет на НМТ-2027.

Про автора

Андрій Стулішенко, PhD, асистент кафедри електромеханіки КПІ ім. Ігоря Сікорського, засновник навчального центру Math Corporation. Готуємо до НМТ з 2016 року. Частки відповідей узято зі статистики завдань у звітах УЦОЯО, яку оприлюднив Львівський регіональний центр, оцінки тем з аналізів Одеського регіонального центру, а власні підрахунки в тексті позначено окремо.

Офіційні джерела

• Львівський регіональний центр оцінювання якості освіти, статистичні характеристики завдань ЗНО-2019 з фізики з тому 2 звіту УЦОЯО (PDF): lv.testportal.gov.ua
• Львівський регіональний центр оцінювання якості освіти, статистичні характеристики завдань ЗНО-2020 з фізики з тому 2 звіту УЦОЯО (PDF): lv.testportal.gov.ua
• Львівський регіональний центр оцінювання якості освіти, статистичні характеристики завдань ЗНО-2021 з фізики з тому 2 звіту УЦОЯО (PDF): lv.testportal.gov.ua
• Львівський регіональний центр оцінювання якості освіти, статистичні характеристики завдань НМТ-2023 з фізики з тому 2 звіту УЦОЯО (PDF): lv.testportal.gov.ua
• Львівський регіональний центр оцінювання якості освіти, статистичні характеристики завдань НМТ-2024 з фізики з тому 2 звіту УЦОЯО (PDF): lv.testportal.gov.ua
• Львівський регіональний центр оцінювання якості освіти, статистичні характеристики завдань НМТ-2025 з фізики з тому II звіту УЦОЯО (PDF): lv.testportal.gov.ua
• Одеський регіональний центр оцінювання якості освіти, підготовка до складання фізики як предмета НМТ на вибір, аналіз результатів 2023 року (PDF): test-center.od.ua
• Одеський регіональний центр оцінювання якості освіти, підготовка до складання фізики як предмета НМТ-2025 на вибір, аналіз результатів 2024 року (PDF): test-center.od.ua
• УЦОЯО, звіт про проведення ЗНО у 2010 році (PDF): testportal.gov.ua
• УЦОЯО, презентація підсумків ЗНО-2019 (PDF): testportal.gov.ua
• УЦОЯО, порогові бали ЗНО-2019: testportal.gov.ua
• Урядовий портал, порогові бали ЗНО-2020 з математики та фізики: kmu.gov.ua
• УЦОЯО, таблиці переведення тестових балів НМТ-2023 (PDF): testportal.gov.ua
• УЦОЯО, мінізвіт з основною інформацією про НМТ-2025 (PDF): testportal.gov.ua
• УЦОЯО, мінізвіт про НМТ-2026 (PDF): testportal.gov.ua
• УЦОЯО, характеристика тесту з фізики НМТ-2026 (PDF): testportal.gov.ua

Дані зібрано станом на 12 жовтня 2026 року. Модель НМТ-2027 ще не затверджено, законопроєкти № 15440 і № 15440-1 розглядає Верховна Рада, а тести в статті описано такими, якими вони були у відповідні роки.