如图所示是一种水下遥感探测器,由带传感器和阀门的正方体金属壳及重物构成,正方体边长
,除重物外,其余部分的总质量为
。金属壳与重物通过轻绳相连。某次测量前,在金属壳内充满压强为
(
为大气压强)的空气(视为理想气体,其质量远小于
),关闭两个阀门,然后将探测器沉入海底,稳定后细绳存在拉力,测得图中
。现同时打开上下阀门,水从上、下阀门缓慢流入壳内空间,经一段时间,空气从上阀门缓慢跑出。部分气体跑出后关闭上阀门,待稳定后,轻绳拉力为
,不计金属壳金属部分、阀门和传感器的体积,水温均匀且不变,取水的密度
,大气压强
,重力加速度
,不计金属壳的形变。求: