Ваня вышел из дома на 40 минут раньше Пети.Через какое время

40 мин = 40/60 ч = 2/3 ч (уменьшили на 20)
-------------------------------------------------------------
1) 3 * 2/3 = 2 (км) - пройдёт Ваня за 40 минут;
2) 4 - 3 = 1 (км/ч) - скорость сближения при движении вдогонку;
3) 2 : 1 = 2 (ч) - через 2 часа Петя догонит Ваню.
Ответ: через 2 часа.  

S1=x01+v01t   s2=x02+v02t     x02=2/3ч*3км/ч=2км     х01=0    s1=0км+4км/ч*t=s2=2км+3км/ч*t   t=2ч