개인적인 문제는 급하지 않도록 처리해두어서,
게시판 질문을 다시 받고 있습니다.
이제는 걱정안하셔도 될 것 같습니다. 감사합니다. ^^

질문 내용중의 x 는 썰매가 움직이고 있는 방향을 말하는 것이지요?

"x 방향 힘이 0이므로, 뉴턴의 법칙에 의해 x 방향 운동량이 0이라"
이 표현은 심각한 오류가 있습니다.
힘이 0 이므로, 운동량이 어떤 값으로 일정하긴 하지만,
0 일 필요가 있는 것은 아닙니다.

그냥 실수겠죠?

알고 있다시피
그림에 보이는 물과 썰매를 모두 고려한 시스템(계) 를 볼때 x 방향으로
"외력이 없으므로, 운동량은 보존됩니다. "
( " ... " 를 친 이유는 `외력이 없으면' 운동량이 보존된다는 것을
잘못 알고 있는 분들이 있어 강조하기 위함입니다. )

자 그러면 "문제에서 관심을 가지는" 부분은 `물이 담긴 썰매 부분'입니다.
앞에서 말한 보존되는 운동량은 "물이 담긴 썰매" 의 운동량뿐만 아니라
(가)에서는 물이 새어나가는 질량, (나)에서는 빗물로 들어오는 물의 질량
에 의한 운동량도 합한 전체 값입니다.
문제에서 관심가지는 부분은 새어나가는 부분, 들어오는 부분을 빼면 찾을 수 있겠지요.

' 썰매의 질량이 감소하면 속력이 증가하고 질량이 증가하면 속력이 감소할 것이라 예상'
하는 것은 그냥 경험에 의한 예상이라고 한다면,
제가 지금 말하는 방식은 오로지 물리 이론적 관점에서 접근하는 것입니다.
경험적으로 접근하게 되면 한 번씩 놓치게 되는 게 생깁니다.

원래 물리 교과서 앞부분에 시스템(계)란 것을 설명하고 시작하는데,
보통의 문제들은 질량을 바꾸지 않아서, 그 부분을 배운 것을 잊게 만드는 경향이 있습니다.
(시스템(계)를 어떻게 잡을 것인지를 생각 안하고 접근하고 있는 것으로 보입니다.)

이 문제는 잊고 있는 그것을 다시 잘 생각해보라는 문제입니다.
상황은 아주 단순하지만 배우는 사람들이 잘 잊어버리기 쉬운 부분을
꼭 집어내는 잘 만든 문제라는 생각이 드는 군요.

시스템(계) 를 다시 잘 고려해서 문제를 접근해 보시면 해답을 찾을 수 있을 것입니다.

항상 드리는 이야기로 "문제를 대신 풀어드리지는 않습니다."
또 한번 생각해보시고, 추가 질문이 생기면 게시판에 올려주시면 도와드리겠습니다.