Фізика є фундаментальною наукою, яка вивчає загальні закономірності перебігу природних явищ, закладає основи світорозуміння на різних рівнях пізнання природи й надає загальне обґрунтування природничо-наукової картини світу. Сучасна фізика, крім наукового, має важливе соціокультурне значення. Вона стала невід’ємною складовою загальної культури високотехнологічного інформаційного суспільства [1, с. 4].

В основній школі вивчення фізики спрямоване на формування предметної компетентності — необхідних знань, умінь, цінностей та здатності застосовувати їх у процесі пізнання й у практичній діяльності [1, с. 13].   Саме тому вивчення фізики розпочинається з «Механіки», що є одним  із найважливіших розділів фізичного циклу і  основою сучасної техніки. Вивчення механіки має дати той мінімум фундаментальних знань, на базі яких майбутній випускник зуміє ефективно опанувати нові знання  під час  подальшого вивчення  технічних наук  і використання технологій. Однією із складових  механіки є  розділ основ статики, який за діючою програмою є інтегрованим до розділу «Механічна робота та енергія».  Знання основ статики  є актуальними та необхідними при вивченні більшості інженерних, конструкторських, будівельних дисциплін: опір матеріалів, теорія механізмів і машин, деталі машин, гідравліка, спеціальні дисципліни з устаткування, проектування, конструювання, архітектури і багато  інших.

В останнє десятиріччя відбулося суттєве посилення значущості прикладної спрямованості фізики, де одна з провідних ролей належить розв’язуванню задач. Однак, проблема полягає в тому, що значна частина випускників шкіл відчуває певні складнощі під час їх розв’язування, тому що не володіє відповідними практичними вміннями й навичками.

Розв’язування задач зі статики сприяє міцному засвоєнню фізичних знань, розвитку інтересу, творчих здібностей і мотивації учнів до навчання фізики, використанню  математичного апарату та знань з інших предметів, що впливає на розширення наукового кругозору і підвищення загальної культури  майбутнього випускника, розвитку його логічного, математичного й винахідницького мислення, дослідницьких навичок і навичок життєзабезпечення, здатності до саморозвитку та самонавчання в умовах глобальних змін і викликів.

Дані методичні вказівки і напрацювання покликані допомогти учасникам освітнього процесу узагальнити і систематизувати знання за курсом статики й ефективно підготувати випускників до успішного складання іспитів.

Перед  уроками розв’язування задач варто провести узагальнення та систематизацію навчального матеріалу з основ статики. Одним із варіантів такого узагальнення є складання учнями опорних конспектів чи кластерних схем, на яких зображено основні складові всього розділу, поняття,  величини, правила, закони  необхідні для розв’язування задач, встановленні зв’язки між темами і показано загальну цілісну картину усієї теми та її місце у загальному курсі механіки [3, с. 56].

На початку уроку розв’язування задач слід наголосити, що моменти сил відносно певної осі слід обирати з різними знаками, залежно від напрямку обертання тіла. Так, наприклад, моменти сил можна вважати додатними, якщо вони за відсутності інших сил зумовлюють обертання тіла за годинниковою стрілкою, а від’ємними – якщо за однакових умов зумовлюють обертання тіла проти годинникової стрілки [4, 39].

У шкільних задачах, як правило, розглядають такі ситуації, коли всі сили, прикладені до тіла, знаходяться в одній площині. Тому можна розрахувати моменти сил відносно певної нерухомої осі, що проходить через довільно обрану точку перпендикулярно до цієї площини. Якщо в задачі не вказана вісь обертання, то рівняння для моментів сил складають відносно будь-якої осі, обраної так, щоб через неї проходили лінії дії невідомих сил. Тоді моменти цих сил відносно зазначеної осі дорівнюватимуть нулю, і з рівнянь  умов рівноваги можна знайти невідому величину[6,124]..

 Опорна схема теми «СТАТИКА»

Розв’язування задач на знаходження центра тяжіння тіла зводиться переважно до складання рівнянь для моментів сил. Якщо прикласти до центра тяжіння тіла силу, що за модулем дорівнює силі тяжіння, але спрямована вертикально вгору, то тіло перебуватиме в стані рівноваги, а отже, алгебраїчна сума моментів усіх сил відносно осі, яка проходить через цей центр(або через будь-яку іншу точку), дорівнюватиме нулю. Склавши рівняння моментів  і розв’язавши його, можна знайти положення центра ваги тіла. Положення центра тяжіння твердого тіла збігається з положення його центра мас [5,132].

Розв’язування фізичних задач зазвичай передбачає три етапи діяльності учнів (фізичний, математичний та дослідницький) [2,24]

Є кілька класифікацій задач зі статики. Однією з таких є класифікація за дією(напрямком) сил. Так задачі на рівновагу тіл можна поділити на основні три типи:

- задачі на збіжну систему сил(сили чи їх продовження перетинаються в одній точці).
- задачі на систему паралельних сил.
- задачі на довільну систему сил [7,99].

Для задач в яких розглядаються тіла, які не обертаються і можуть рухатись тільки поступально(при цьому перебувати у рівновазі) або розглядаються тіла, що мають вісь обертання можна запропонувати слідуючу схему розв’язування [8,157]:

Для даної класифікації можна запропонувати такий алгоритм розв’язування задач:

1. Виконати малюнок за умовою задачі.
2. Вказати всі сили, що діють на тіла.
3. Визначити характер системи сил, що діють на тіло.
4. Якщо система сил збіжна, то записати першу умову рівноваги у проекціях на осі вибраної системи координат.
5. Якщо система сил не збіжна, то:

5.1. Записати другу умову рівноваги. Точку(вісь) обираємо таку, через яку проходять більше сил, або таку, через яку проходять сили, знати які не потрібно за умовою задачі. При такому підході одержуємо простіші рівняння.

5.2. Якщо другої умови недостатньо для ров’язування задачі, то записати ще й першу умову в проекціях на вибрані осі.

6. Ров’язати рівняння або систему рівнянь.
7. Виконати обчислення та оцінити відповідь.

Задачі різних типів можна ефективно використовувати на всіх етапах засвоєння фізичних знань: для розвитку інтересу, творчих здібностей і мотивації учнів до навчання фізики, під час постановки проблеми, що потребує розв’язання, у процесі формування нових знань, вироблення практичних умінь учнів, з метою повторення, закріплення, систематизації та узагальнення засвоєного матеріалу, для контролю якості засвоєння навчального матеріалу чи діагностування навчальних досягнень учнів тощо.

Важливо зазначити, що в умовах особистісно орієнтованого навчання необхідно здійснити відповідний добір фізичних задач, які враховували б пізнавальні можливості й нахили учнів, рівень їхньої готовності до такої діяльності, розвивали б їхні здібності відповідно до освітніх потреб. За вимогами компетентнісного підходу задачі мають бути наближені до реальних умов життєдіяльності людини, спонукати до використання фізичних знань у життєвих ситуаціях [9, 13].

Література

1. Навчальна програма. Фізика 7-9 класи. (нова редакція з урахуванням змін, затверджених наказом Міністерства № 804 від 07.06.2017)
2. Мельник Ю.С. Задачі прикладного змісту з фізики у старшій школі: Навчально-методичний посібник. – Київ: Педагогічна думка, 2013.
3. Галатюк Ю.М., Рибалко А. В. Впровадження системи дослідницьких задач в курсі фізики середньої школи // Сучасні технології в науці та освіті: збірник наукових праць..– Кривий Ріг: Видавничий відділ КДПУ, 2003. – Т 2.
4. Гордиєнко Т.П. Деякі загальні методи розв'язування задач з курсу загальної фізики. –2005. – Вип. 11.
5. Савченко М.О. Розв’язування задач з фізики: Навчальний посібник. – Тернопіль: Навчальна книга. – Богдан, 2004.
6. Нестеренко Ф.П. Розв’язування задач з фізики: Навчальний посібник. – К: Рад.школа, 1984.
7. Дідович М.М. Фізика: довідник для учнів та абітурієнтів загальноосвітніх навчальних закладів/ М.М.Ділович, Є.В.Коршак. – К. : Літера ЛТД, 2012.
8. Фізика: підручник для 10 кл. загальноосвіт. навч. закл. (профільн. рівень)/ авт.: Т.М. Засєкіна, М.В. Головко. – К.: Педагогічна думка, 2010.
9. Навчальна програма. Фізика  10-11 класи. Рівень стандарту, профільний рівень(за редакцією Локтєва В.М.)