Um tubo com seção reta interna quadrada de lado contém dois fluidos incompressíveis em equilíbrio, separados por um êmbolo, conforme a situação ilustrada na figura. A cavidade em que o êmbolo se desloca, sem atrito, apresenta seção reta interna quadrada de lado . O êmbolo é formado por um material indeformável, com massa, espessura e volume desprezíveis, e encontra-se, inicialmente, na posição superior dentro da cavidade. Em certo instante, a segunda extremidade do tubo é perfeitamente vedada com uma tampa, mantendo o ar confinado com a mesma pressão atmosférica externa.

Considerando que não ocorrerão mudanças de temperatura nos fluidos e no ar confinado, para que o êmbolo entre em equilíbrio abaixo da posição inicial, quantos litros do fluido deverão ser inseridos na extremidade aberta do tubo?

Dados: - massa específica do fluido $1: 1000 \ g/m^3$ - massa específica do fluido $2: 2000 \ g/m^3$ - pressão atmosférica: $P_{atm} = 10^5 \ N/m^2$ - aceleração da gravidade: $g = 10 \ m/s^2$ - $a = 0{,}2 \ m$ - $b = 0{,}1 \ m$