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：
