Un barril cilíndrico con radio de $4$ pies y altura de $10$ pies está lleno de agua. Un cubo sólido con lado de $8$ pies se introduce en el barril de modo que la diagonal del cubo quede vertical. El volumen de agua desplazada es $v$ pies cúbicos. Encuentra $v^2$ . [asy] import three; import solids; size(5cm); currentprojection=orthographic(1,-1/6,1/6); draw(surface(revolution((0,0,0),(-2,-2*sqrt(3),0)--(-2,-2*sqrt(3),-10),Z,0,360)),white,nolight); triple A =(8*sqrt(6)/3,0,8*sqrt(3)/3), B = (-4*sqrt(6)/3,4*sqrt(2),8*sqrt(3)/3), C = (-4*sqrt(6)/3,-4*sqrt(2),8*sqrt(3)/3), X = (0,0,-2*sqrt(2)); draw(X--X+A--X+A+B--X+A+B+C); draw(X--X+B--X+A+B); draw(X--X+C--X+A+C--X+A+B+C); draw(X+A--X+A+C); draw(X+C--X+C+B--X+A+B+C,linetype("2 4")); draw(X+B--X+C+B,linetype("2 4")); draw(surface(revolution((0,0,0),(-2,-2*sqrt(3),0)--(-2,-2*sqrt(3),-10),Z,0,240)),white,nolight); draw((-2,-2*sqrt(3),0)..(4,0,0)..(-2,2*sqrt(3),0)); draw((-4*cos(atan(5)),-4*sin(atan(5)),0)--(-4*cos(atan(5)),-4*sin(atan(5)),-10)..(4,0,-10)..(4*cos(atan(5)),4*sin(atan(5)),-10)--(4*cos(atan(5)),4*sin(atan(5)),0)); draw((-2,-2*sqrt(3),0)..(-4,0,0)..(-2,2*sqrt(3),0),linetype("2 4")); [/asy]