Fatti: A. A._, nato nel 1991, ha conseguito la licenza di condurre della categoria F nel novembre 2007. Nel registro automatizzato delle misure amministrative non figurano iscrizioni nei suoi confronti. Il 26 settembre 2008, verso le ore 21.05, egli, alla guida di un'autovettura di proprietà del padre dotata di un limitatore di velocità regolato a 45 km/h (cat. F), mentre percorreva via Arbostora in direzione di Carabbia è transitato davanti a un radar, che ha rilevato una velocità di 67 km/h, laddove vige un limite generale di 50 km/h. Interrogato dalla polizia alla presenza del genitore, il minorenne, che sul luogo dell'infrazione aveva ammesso di aver manipolato la centralina del veicolo, ha dichiarato che l'automobile avrebbe avuto uno "spunto inusuale", proprio in corrispondenza della postazione radar, dovuto verosimilmente a un guasto già verificatosi in passato, ovvero alla rottura del cavo di limitazione dell'acceleratore. Un controllo operato dalla polizia ha accertato che questo cavo era sfilacciato a causa dell'usura. Non sono tuttavia stati ordinati accertamenti peritali per determinare se la rottura era avvenuta immediatamente prima del controllo radar o se era pregressa. B. Il 28 novembre 2008 il Magistrato dei minorenni ha condannato l'interessato al pagamento di una multa di fr. 280.-, ritenendo i reati di contravvenzione alla LCStr, di circolazione con un veicolo a motore in stato difettoso e senza licenza di condurre. Il condannato è insorto dinanzi al Presidente del Consiglio dei minorenni, che con decisione del 10 febbraio 2009 ha ridotto la multa a fr. 140.-, ritenendolo colpevole soltanto d'infrazione all'art. 90 n. 1 LCStr. La sentenza, priva di motivazione e non impugnata, è cresciuta in giudicato. C. Preso atto delle conclusioni penali, il 24 aprile 2009 la Sezione della circolazione ha inflitto ad A._ un ammonimento per aver superato di 17 km/h il limite generale di 50 km/h. Il Consiglio di Stato, ricordato che l'autorità amministrativa è vincolata dall'accertamento dei fatti compiuto in sede penale, ha confermato la misura. Il 23 dicembre 2009 il Tribunale cantonale amministrativo ha respinto un ricorso dell'automobilista. D. Avverso questa decisione A._ presenta un ricorso in materia di diritto pubblico e un ricorso sussidiario in materia costituzionale al Tribunale federale. Chiede di annullarla e di rinviare gli atti alla Corte cantonale per nuovo giudizio previo l'esame di tutte le circostanze atte a determinare l'intensità della colpa e l'eventuale verifica di un caso di lieve gravità. Il Consiglio di Stato si rimette al giudizio del Tribunale federale, mentre l'Ufficio federale delle strade conclude per la reiezione del gravame. Il Tribunale cantonale amministrativo critica la prassi di emanare decisioni penali non motivate.