Fatti:
A. A.a Tamponato da un camion in data 24 maggio 2005, mentre era fermo ad un semaforo, G._ ha manifestato dolori alla nuca bilateralmente, nausea e vomito circa tre ore dopo l'infortunio. I medici del pronto soccorso dell'Ospedale X._, a cui si è rivolto in serata, hanno diagnosticato una contusione alla colonna cervicale.
La Mobiliare Svizzera Società d'Assicurazioni (in seguito Mobiliare), presso cui G._ era obbligatoriamente assicurato al momento dell'incidente, in quanto titolare e dipendente della ditta E._ GmbH, con sede a S._, ha assunto il caso e corrisposto le prestazioni di legge.
Con decisione del 29 giugno 2006, confermata in data 13 luglio 2007, in seguito all'opposizione presentata dall'assicurato, rappresentato dall'avv. Filippo Gianoni, la Mobiliare ha dichiarato estinto il proprio obbligo di erogare prestazioni con effetto dal 1° dicembre 2005, in quanto i disturbi lamentati andavano attribuiti ad alterazioni degenerative preesistenti.
Con giudizio del 9 giugno 2008 il Presidente del Tribunale delle assicurazioni del Canton Ticino ha accolto il gravame presentato dall'assicurato e rinviato gli atti alla Mobiliare affinché procedesse ad ulteriori accertamenti medici. A sua volta, con sentenza del 9 ottobre 2008 (8C_637/2008), il Tribunale federale ha dichiarato inammissibile il ricorso in materia di diritto pubblico interposto dall'assicuratore infortuni, poiché la decisione di rinvio non gli causava alcun pregiudizio irreparabile.
A.b La Mobiliare ha quindi completato l'istruttoria, incaricando il dott. K._, specialista in neurologia, di procedere all'esperimento di una perizia specialistica.
Tenuto conto delle conclusioni peritali, con decisione del 20 agosto 2009, l'assicuratore infortuni ha quindi ribadito l'estinzione del diritto a prestazioni con effetto dal 1° dicembre 2005, essendo carente il nesso di causalità naturale e adeguato con l'infortunio.
Il gravame presentato dall'assicurato è stato dichiarato irricevibile dal Tribunale cantonale delle assicurazioni e trasmesso alla Mobiliare per l'emanazione della decisione su opposizione, con la quale, in data 5 marzo 2010, l'assicuratore ha confermato il tenore della decisione formale del 20 agosto 2009.
B. Patrocinato dall'avv. Gianoni, G._ si è quindi aggravato al Tribunale delle assicurazioni del Canton Ticino, chiedendo che venisse accertata l'esistenza di un nesso di causalità tra sinistro e disturbi patiti, con conseguente rinvio degli atti all'assicuratore infortuni, affinché si pronunciasse sul diritto a prestazioni dopo il 30 novembre 2005.
Per pronuncia del 23 agosto 2010 il Tribunale delle assicurazioni del Canton Ticino ha respinto il gravame.
C. L'assicurato interpone ricorso al Tribunale federale, chiedendo in via principale l'annullamento del giudizio impugnato con conseguente rinvio dell'incarto al Tribunale delle assicurazioni del Canton Ticino per l'esperimento di una perizia pluridisciplinare, mentre in via subordinata l'accertamento di un nesso causale e adeguato tra disturbi e infortunio, segnatamente il rinvio della causa alla Mobiliare, affinché si esprima sul diritto a prestazioni dopo il 30 novembre 2005. Dei motivi si dirà, se necessario, nei considerandi di diritto.
Pendente causa l'assicurato ha chiesto di essere posto al beneficio dell'assistenza giudiziaria, trasmettendo il relativo formulario.
Chiamati a pronunciarsi sul ricorso la Mobiliare, patrocinata dall'avv. Mattia A. Ferrari, ne propone la reiezione, protestando spese e ripetibili, mentre l'Ufficio federale della sanità pubblica ha rinunciato a determinarsi.

Diritto:
1. Oggetto del contendere è il diritto del ricorrente di percepire prestazioni dell'assicurazione infortuni anche dopo il 30 novembre 2005, in particolare la sussistenza di un nesso di causalità naturale (fondato sull'esistenza del quadro clinico tipico del trauma da accelerazione della colonna cervicale) e adeguato con l'infortunio.
1.1 Il ricorso in materia di diritto pubblico può essere presentato per violazione del diritto, conformemente a quanto stabilito dagli art. 95 e 96 LTF. L'accertamento dei fatti può venir censurato solo se è stato svolto in modo manifestamente inesatto o in violazione del diritto ai sensi dell'<ref-law> e se l'eliminazione del vizio può essere determinante per l'esito del procedimento (art. 97 cpv. 1 e 105 cpv. 1 e 2 LTF). Se, tuttavia, il ricorso è presentato contro una decisione d'assegnazione o rifiuto di prestazioni pecuniarie dell'assicurazione militare o dell'assicurazione contro gli infortuni - come nel caso concreto - può essere censurato qualsiasi accertamento inesatto o incompleto dei fatti giuridicamente rilevanti (<ref-law>); il Tribunale federale in tal caso non è vincolato dall'accertamento dei fatti operato dall'autorità inferiore (<ref-law>).
1.2 Il Tribunale federale applica d'ufficio il diritto (<ref-law>). Esso non è vincolato dagli argomenti sollevati nel ricorso né dai motivi addotti dall'autorità inferiore; può quindi accogliere un ricorso per motivi diversi da quelli invocati dalla parte ricorrente e respingerlo adottando un'argomentazione differente da quella ritenuta nel giudizio impugnato. Secondo l'art. 42 cpv. 1 e 2 LTF, il ricorso dev'essere motivato in modo sufficiente. Il Tribunale federale esamina in linea di principio solo le censure sollevate; esso non è tenuto a vagliare, come lo farebbe un'autorità di prima istanza, tutte le questioni giuridiche che si pongono, se quest'ultime non sono presentate nella sede federale (<ref-ruling> consid. 1.4.1 pag. 254).
2. 2.1 Nel proprio giudizio il Tribunale cantonale ha confermato le conclusioni del dott. K._, secondo cui l'evento infortunistico non poteva aver causato l'ernia discale evidenziata dalla risonanza magnetica del 18 luglio 2005, né un peggioramento direzionale dello stato morboso preesistente, né infine poteva aver reso dolorosa l'ernia già presente, ma sino ad allora asintomatica. La Corte cantonale ha inoltre ritenuto che nessun sanitario aveva oggettivato delle lesioni morfologiche atte a spiegare sufficientemente la sintomatologia accusata dall'assicurato, dichiarando tuttavia inapplicabile la giurisprudenza elaborata dal Tribunale federale in materia di traumi da accelerazione della colonna cervicale, in quanto l'insorgente non aveva manifestato i sintomi tipici in modo frequente e persistente, bensì disturbi psichici a partire dall'agosto 2006. Per quest'ultima ipotesi tuttavia non era dato alcun nesso di causalità adeguato, in quanto nessun criterio era adempiuto.
2.2 Nel proprio ricorso l'interessato sostiene in primo luogo che il Tribunale cantonale avrebbe commesso diniego di giustizia formale, non avendo preso posizione sulla richiesta di ordinare una nuova perizia medica, ritenuto che sia la valutazione del dott. K._ che quella del Servizio Z._ (che non si è espressa sul nesso di causalità naturale) non erano conformi alla giurisprudenza federale in materia di trauma da accelerazione del rachide cervicale. Egli ha inoltre precisato che sia il nesso di causalità naturale (disturbi immediati al rachide cervicale e quadro clinico tipico) che quello adeguato sono dati in concreto, adducendo altresì che quest'ultimo va esaminato a titolo eccezionale anche nell'ipotesi di infortuni leggeri, se si manifestano conseguenze immediate che non sono palesemente indipendenti dall'infortunio. A suo parere, infine, sarebbero adempiuti ben quattro criteri, e meglio i disturbi persistenti, il grado e la durata della capacità lavorativa, la gravità o particolare caratteristica delle lesioni, e il decorso sfavorevole della cura.
3. 3.1 Secondo l'<ref-law> in procedimenti dinanzi ad autorità giudiziarie o amministrative, ognuno ha diritto alla parità ed equità di trattamento, nonché ad essere giudicato entro un termine ragionevole. Secondo la giurisprudenza vi è violazione della disposizione se un'autorità amministrativa o giudiziaria non tratta e non evade un'istanza di sua competenza. Un tale comportamento è definito dalla giurisprudenza diniego di giustizia formale (SVR 2001 IV no. 24 pag. 73 seg. consid. 3a e b; cfr., riguardo al previgente art. 4 cpv. 1 vCost., la cui giurisprudenza si applica anche alla nuova norma, <ref-ruling> consid. 4 pag. 133; <ref-ruling> consid. 3a pag. 117, 197 consid. 1c; <ref-ruling> consid. 4c pag. 20; <ref-ruling> consid. 3b pag. 164; <ref-ruling> consid. 3c pag. 195).
3.2 Nel giudizio impugnato il Tribunale cantonale non ha preso espressamente posizione sulla conformità del referto del dott. K._ alla giurisprudenza pubblicata in <ref-ruling> in materia di traumi da accelerazione della colonna cervicale. Tale agire non rappresenta tuttavia un diniego di giustizia, in quanto la Corte adita ha correttamente concluso che la citata prassi non è applicabile nel caso di specie non avendo il ricorrente manifestato i sintomi tipici di tale trauma.
Del resto, per costante giurisprudenza, quando l'istruttoria conduce l'amministrazione o il giudice, in base ad un apprezzamento coscienzioso delle prove, alla convinzione che la probabilità di determinati fatti deve essere considerata predominante e che altri provvedimenti probatori non potrebbero modificare il risultato (valutazione anticipata delle prove), l'autorità adita rinuncerà ad assumere altre prove.
In concreto, come verrà precisato in seguito, la documentazione medica agli atti risulta sufficiente per dirimere la vertenza e meglio per accertare che il quadro clinico tipico relativo al trauma da accelerazione della colonna cervicale non è dato, non essendosi manifestato né nel corso dei primi sei mesi (si confronti in proposito <ref-ruling> consid. 9.4 pag. 124) né in seguito.
La censura va pertanto respinta.
4. 4.1 Nei considerandi del giudizio impugnato l'autorità cantonale ha indicato in modo corretto le norme legali e l'ordinamento giurisprudenziale applicabili in concreto per quanto concerne l'assegnazione di prestazioni dell'assicurazione infortuni (art. 10 e 16 LAINF e <ref-law>). A questa esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione, precisando che il diritto a prestazioni a dipendenza di un infortunio presuppone in primo luogo l'esistenza di un nesso di causalità naturale fra l'evento infortunistico e il danno alla salute. Questo presupposto è da considerarsi adempiuto qualora sia lecito ammettere che, senza l'evento infortunistico, il danno alla salute non si sarebbe potuto verificare del tutto o comunque non nel modo in cui si è prodotto. Non occorre, viceversa, che l'infortunio sia stato la sola o immediata causa del danno alla salute; è sufficiente che l'evento, se del caso unitamente ad altri fattori, abbia comunque provocato un danno all'integrità corporale o psichica dell'assicurato, vale a dire che l'evento appaia come una condizione sine qua non del danno. È questione di fatto lo stabilire se tra evento infortunistico e danno alla salute esista un nesso di causalità naturale; su detta questione amministrazione e giudice, fondandosi essenzialmente su indicazioni di natura medica, si determinano secondo il principio della probabilità preponderante applicabile generalmente nell'ambito dell'apprezzamento delle prove in materia di assicurazioni sociali. Ne discende che ove l'esistenza di un nesso di causalità tra infortunio e danno sembri possibile, ma essa non possa essere reputata probabile, il diritto a prestazioni derivato dall'infortunio assicurato dev'essere negato (<ref-ruling> consid. 3.1 pag. 181, 402 consid. 4.3.1; <ref-ruling> consid. 1 pag. 337; <ref-ruling> consid. 1b pag. 289 e sentenze ivi citate).
4.2 Se uno stato patologico preesistente è aggravato oppure si manifesta in seguito ad un infortunio, l'obbligo dell'assicurazione contro gli infortuni di corrispondere le prestazioni decade se l'evento non costituisce più la causa naturale (e adeguata) del danno, ossia se quest'ultimo è da ricondurre soltanto ed esclusivamente a fattori extra-infortunistici. Ciò si verifica in particolare con il ripristino dello stato di salute esistente immediatamente prima dell'infortunio (status quo ante) oppure con il raggiungimento di quello stato che, prima o poi, secondo l'evoluzione ordinaria, sarebbe intervenuto anche senza l'infortunio (status quo sine; cfr. RAMI 1994 n. U 206 pag. 329 [U 180/93]; 1992 n. U 142 pag. 75 consid. 4b e riferimenti [U 61/91]). L'estinzione del nesso di causalità deve essere stabilita con il grado della verosimiglianza preponderante richiesto in materia di assicurazioni sociali. Per contro, la semplice possibilità che l'evento non esplichi più effetto causale non è sufficiente. Trattandosi della soppressione del diritto a prestazioni, l'onere della prova non incombe all'assicurato, bensì all'assicuratore (RAMI 2000 n. U 363 pag. 46 consid. 2 [U 355/98]; 1994 n. U 206 pag. 329 [U 180/93]; 1992 n. U 142 pag. 76 consid. 4b [U 61/91]). Esso deve tuttavia provare che le cause riconducibili all'infortunio non esplicano più effetti non anche l'esistenza di un motivo estraneo all'incidente (RAMI 1994 n. U 206 pag. 328 consid. 3b [U 180/93]).
4.3 Secondo l'esperienza medica, recepita dalla giurisprudenza, in presenza di un aggravamento di un'affezione degenerativa preesistente - clinicamente silente - alla colonna vertebrale in seguito ad un infortunio, lo stato anteriore può considerarsi ristabilito dopo sei mesi o al più tardi dopo un anno (cfr. sentenza 8C_174/2008 dell'8 agosto 2008 consid. 4.2 con riferimenti). Un peggioramento duraturo ("allfällige richtungsgebende Verschlimmerung") va infatti dimostrato radiolo-gicamente e deve distinguersi da un'evoluzione dello stato di salute consono all'età della persona interessata ("altersübliche Progression": sentenze 8C_82/2009 del 19 ottobre 2009 consid. 3.3, 8C_174/2008 dell'8 agosto 2008 consid. 4.2, 8C_326/2008 del 24 giugno 2008 consid. 3.3 e 8C_330/2007 del 3 gennaio 2008 consid. 2.3). Secondo la giurisprudenza di regola la maggior parte delle ernie discali hanno origine degenerativa e solo eccezionalmente sono conseguenza di un infortunio; ciò è ad esempio il caso nell'ipotesi di incidente di particola-re gravità (sentenze del Tribunale federale delle assicurazioni U 22/01 del 29 ottobre 2002 consid. 5.1 e U 24/00 del 26 luglio 2000 consid. 3c).
5. 5.1 In materia di lesioni al rachide cervicale, conseguenti ad un infortunio del tipo "colpo di frusta" senza prova di deficit funzionale, l'esistenza di un rapporto di causalità naturale tra infortunio e incapacità di lavoro o di guadagno deve essere ammessa, di principio, in presenza del quadro clinico tipico riconosciuto in tale ambito, caratterizzato da disturbi multipli, quali diffusi mal di testa, vertigini, disturbi della concentrazione e della memoria, nausee, affaticabilità, disturbi della vista, irritabilità, labilità affettiva, depressione ecc. Occorre tuttavia che l'esistenza di un tale trauma cervicale come pure le sue conseguenze siano debitamente attestate da indicazioni mediche attendibili (<ref-ruling> consid. 9 pag. 121 segg.; <ref-ruling> consid. 2b/aa pag. 340). Ciò significa che non basta dimostrare la presenza di un trauma cervicale per ricondurre a quest'ultimo tutta una serie di disturbi, peraltro rientranti nel quadro tipico di una simile lesione, senza avere precedentemente accertato se i singoli disturbi siano o meno conseguenza del trauma cervicale oppure eventualmente di una patologia preesistente (sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni U 299/02 del 2 settembre 2003 consid. 2.3).
Il Tribunale federale ha inoltre avuto modo di precisare la giurisprudenza in materia di trauma da "colpo di frusta", ponendo in particolare esigenze accresciute per quel che concerne la prova di una lesione in relazione di causalità naturale con l'infortunio giustificante l'applicazione della citata prassi (documentazione concernente lo svolgimento dell'infortunio, primi accertamenti medici, perizia medica; <ref-ruling> consid. 9 e 10 pag. 121 segg.). In proposito il Tribunale federale ha stabilito che, per accertare l'esistenza di un nesso di causalità, è indispensabile eseguire rilevamenti medici approfonditi, sotto forma di perizia pluri- o intradisciplinare, già successivamente all'incidente, nell'ipotesi in cui vi è motivo di temere una persistenza o una cronicizzazione dei dolori. Una perizia è del resto indicata in tutti i casi in cui i disturbi sono già perdurati per un lungo lasso di tempo, senza che si possa prevedere un miglioramento decisivo in tempi brevi. Di principio il provvedimento andrebbe ordinato circa sei mesi dopo l'inizio dei disturbi (<ref-ruling> consid. 9.4 pag. 124; sentenza 8C_694/2007 del 3 luglio 2008 consid 4.3, in SVR 2008 UV no. 30 pag. 111).
5.2 Affinché il nesso di causalità naturale possa essere ammesso, i disturbi a livello della nuca o del rachide cervicale devono manifestarsi entro 72 ore al massimo dall'evento infortunistico. Nella valutazione assumono particolare rilievo gli avvenimenti del giorno dell'infortunio e del periodo successivo, le indicazioni della persona infortunata e l'esattezza con la quale esse vengono riportate, così come pure le modalità - anche di tempo - nelle quali i medici intervenuti hanno compiuto i propri accertamenti (sentenza del Tribunale federale delle assi-curazioni U 264/97 del 12 agosto 1999, in RAMI 2000 n. U 359 pag. 29). Il citato limite si riferisce solo ai predetti disturbi e non anche a quelli rientranti nel quadro clinico tipico del trauma cervicale (SVR 2007 UV no. 23 pag. 75).
A questo riguardo la giurisprudenza ha più volte negato l'esistenza di un nesso di causalità naturale ad esempio nell'ipotesi in cui i disturbi si erano manifestati solo due, tre anni dopo l'infortunio (v. sentenze del Tribunale federale delle assicurazioni U 22/01 del 29 ottobre 2002 e U 33/01 del 7 agosto 2001; sul significato attribuito dalla giurisprudenza alla manifestazione tardiva dei sintomi cfr. sentenze del Tribunale federale delle assicurazioni U 350/04 del 12 ottobre 2006, U 34/02 del 12 luglio 2002 [tempo di latenza: 2 anni dall'ultimo infortunio] e U 249/98 del 10 dicembre 1999 [tempo di latenza: 3 anni e mezzo]).
6. Per potersi determinare sull'esistenza e sull'estinzione di un rapporto di causalità naturale, il Tribunale deve ricorrere, in ambito medico, alle indicazioni di personale sanitario specializzato (<ref-ruling> consid. 3.1 pag. 181, 402 consid. 4.3.1; <ref-ruling> consid. 1 pag. 337; <ref-ruling> consid. 1b pag. 289 e sentenze ivi citate).
Quanto alla valenza probatoria di un rapporto medico, determinante, secondo la giurisprudenza, è che i punti litigiosi importanti siano stati oggetto di uno studio approfondito, che il rapporto si fondi su esami completi, che consideri parimenti le censure espresse, che sia stato approntato in piena conoscenza dell'incarto (anamnesi), che la descrizione del contesto medico sia chiara e che le conclusioni del perito siano ben motivate. Determinante quindi per stabilire se un rapporto medico ha valore di prova non è tanto né l'origine del mezzo di prova, né la denominazione, ad esempio, quale perizia o rapporto (<ref-ruling> consid. 3a pag. 352; <ref-ruling> consid. 1c pag. 160; Hans-Jakob Mosimann, Zum Stellenwert ärztlicher Beurteilungen, in Aktuelles im Sozialversicherungsrecht, Zurigo 2001, pag. 266). Nella sentenza I 128/98 del 24 gennaio 2000, pubblicata in VSI 2001 pag. 106 segg., il Tribunale federale delle assicurazioni ha però ritenuto conforme al principio del libero apprezzamento delle prove definire delle direttive in relazione alla valutazione di determinate forme di rapporti e perizie.
Così, in particolare, i referti affidati dagli organi dell'amministrazione a medici esterni oppure ad un servizio specializzato indipendente che fondano le proprie conclusioni su esami e osservazioni approfondite, dopo aver preso conoscenza dell'incarto, e che giungono a risultati concludenti, dispongono di forza probatoria piena, a meno che non vi siano indizi concreti a mettere in discussione la loro attendibilità (VSI 2001 pag. 109 consid. 3b/bb e pag. 110 consid. 3c [I 128/98]).
In relazione poi alle attestazioni del medico curante, la Corte federale ha già ripetutamente stabilito che il giudice può ritenere, secondo la generale esperienza della vita, che, nel dubbio, alla luce del rapporto di fiducia esistente col paziente, egli tenda ad esprimersi a suo favore (<ref-ruling> consid. 3b/cc pag. 353; <ref-ruling> consid. 4 pag. 175; VSI 2001 pag. 109 consid. 3b/cc [I 128/98]).
Se infine vi sono dei rapporti medici contraddittori il giudice non può evadere la vertenza senza valutare l'intero materiale e indicare i motivi per cui egli si fonda su un rapporto piuttosto che su un altro (sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni I 673/00 dell'8 ottobre 2002 consid. 3.3). Al riguardo va tuttavia precisato che non si può pretendere dal giudice che raffronti i diversi pareri medici e parimenti esponga correttamente da un punto di vista medico, come farebbe un perito, i punti in cui si evidenziano delle carenze indicando qual è l'opinione più adeguata (consid. 4b non pubblicato in <ref-ruling>, ma in SVR 2000 UV no. 10 pag. 35).
7. 7.1 Un evento, infine, è da ritenere causa adeguata di un determinato effetto quando, secondo il corso ordinario delle cose e l'esperienza della vita, è idoneo a provocare un effetto come quello che si è prodotto, sicché la sua realizzazione appare in linea generale propiziata dall'avvenimento in questione (<ref-ruling> consid. 3.2 pag. 181, 402 consid. 2.2; <ref-ruling> consid. 5a pag. 461 e sentenze ivi citate). In presenza di un danno alla salute fisica la questione della causalità adeguata praticamente non si pone, in quanto l'assicuratore risponde anche in caso di complicazioni particolarmente singolari e gravi che, secondo l'esperienza medica, non si producono abitualmente (DTF <ref-ruling> consid. 3a pag. 291). È quindi essenzialmente in presenza di un'affezione psichica che la causalità adeguata riveste un ruolo importante.
7.2 Per accertare l'esistenza di un nesso di causalità adeguato tra disturbi psichici e infortunio (<ref-ruling> consid. 3e pag. 104; <ref-ruling> consid. 6-7 pag. 138 segg., 405 segg. consid. 4-6), rispettivamente in caso di infortunio con "colpo di frusta", lesione equivalente della colonna cervicale o traumatismo cranio-cerebrale senza prova di deficit funzionale, (<ref-ruling>; cfr. pure le precisazioni in <ref-ruling>), la giurisprudenza ha sviluppato dei criteri obbiettivi classificando gli infortuni, a seconda della dinamica, nella categoria degli eventi insignificanti o leggeri, in quella degli eventi gravi e in quella degli eventi di grado medio (cfr. anche RDAT 2003 II no. 67 pag. 279 consid. 4.2).
Nei casi di infortunio insignificante (l'assicurato per esempio ha leggermente battuto la testa o si è slogato il piede) o leggero (egli è caduto o scivolato in modo banale) l'esistenza di un nesso di causalità adeguata tra evento ed eventuali disturbi psichici può di regola essere a priori negata. Secondo l'esperienza della vita e ritenute le cognizioni acquisite in materia di medicina degli infortuni, può in effetti essere ammesso, senza dover procedere ad accertamenti particolari, che un infortunio insignificante o leggero non sia di natura tale da provocare un'incapacità lavorativa e di guadagno di origine psichica.
Se l'assicurato è rimasto vittima di un infortunio grave, l'esistenza del nesso di causalità adeguata tra evento e successiva incapacità lucrativa dovuta a disturbi psichici deve di regola essere riconosciuta. Secondo il corso ordinario delle cose e l'esperienza della vita gli infortuni gravi sono infatti idonei a provocare danni invalidanti alla salute psichica.
Sono considerati infortuni di grado medio tutti gli eventi che non possono essere classificati nelle due predette categorie. La questione circa l'esistenza di un rapporto di causalità adeguata non può essere risolta riferendosi unicamente all'evento stesso. Occorre piuttosto tener conto, da un profilo oggettivo, di tutte le circostanze che sono strettamente connesse con l'infortunio o che risultano essere un effetto diretto o indiretto dell'evento assicurato. Esse possono servire da criterio di apprezzamento nella misura in cui secondo il corso ordinario delle cose e l'esperienza della vita sono tali da provocare o aggravare, assieme all'infortunio, un'incapacità lavorativa e di guadagno.
7.3 Precisando la sua precedente giurisprudenza (<ref-ruling>), nella sentenza pubblicata in <ref-ruling> il Tribunale federale ha parzialmente modificato i criteri rilevanti per l'esame dell'adeguatezza nell'ambito della prassi riguardante i "colpi di frusta" e i traumi equivalenti. Tali criteri comprendono circostanze concomitanti particolarmente drammatiche o la particolare spettacolarità dell'infortunio, la gravità o particolare caratteristica delle lesioni lamentate, la specifica cura medica protratta e gravosa, i notevoli disturbi, la cura medica errata che aggrava notevolmente gli esiti dell'infortunio, il decorso sfavorevole della cura e le complicazioni rilevanti intervenute, nonché la rilevante incapacità lavorativa malgrado la dimostrazione degli sforzi compiuti (cfr. <ref-ruling> consid. 10.3 pag. 130; sentenza 8C_424/2009 del 22 febbraio 2010 consid. 4.2).
I criteri da applicare in caso di evoluzione psichica abnorme (DTF <ref-ruling> e, meglio, le circostanze concomitanti particolarmente drammatiche o la particolare spettacolarità dell'infortunio, la gravità o particolare caratteristica delle lesioni lamentate, segnatamente la loro idoneità, secondo l'esperienza, a determinare disturbi psichici, la durata eccezionalmente lunga della cura medica, i dolori somatici persistenti, la cura medica errata che aggrava notevolmente gli esiti dell'infortunio, il decorso sfavorevole della cura e le complicazioni rilevanti intervenute, nonché il grado e la durata dell'incapacità lavorativa dovuta alle lesioni fisiche) sono per contro ancora attuali (sentenza 8C_641/2007 del 17 settembre 2008 consid. 2.5).
8.1 8.1.1 Come menzionato in epigrafe, in data 24 maggio 2005 il ricorrente è stato tamponato da un camion mentre era fermo ad un semaforo. Posteriormente all'incidente ha potuto continuare a lavorare non avendo notato alcun disturbo rilevante. Nel corso del pomeriggio tuttavia sono insorti dolori cervicali a sinistra, motivo per cui si è rivolto al pronto soccorso, presso cui gli è stata diagnosticata una contusione della colonna cervicale. Dal modulo di documentazione per prima consultazione successiva a trauma da accelerazione emerge in particolare che il ricorrente ha manifestato dolori cervicali bilateralmente e in forma leggera dopo tre ore, con irritazione nucale mediale. Egli ha dichiarato pure di aver sofferto di nausea e vomito.
Il 22 giugno successivo il medico curante, dott. H._, ha attestato l'esistenza di una "sintomatologia dolorosa a livello del tratto paravertebrale cervicale con irradiazione verso le articolazioni delle spalle bilateralmente simmetrica, movimenti funzionali della colonna cervicale limitati per la sintomatologia dolorosa in tutte le sue direzioni, tensione muscolare alla palpazione evidente soprattutto a livello della muscola-tura paravertebrale cervicale più distale".
In data 18 luglio 2005 l'interessato è stato sottoposto a risonanza magnetica.
Il 14 dicembre 2005 il dott. R._, primario di neurochirurgia presso l'Ospedale Y._, ha attestato dolori nel segmento cervicale dominanti sul lato sinistro, irradiazioni algiche negli arti superiori con netta dominanza a sinistra, assenza di cefalee significative, nonché disturbi della concentrazione e della memoria, senza sintomi neurovegetativi di rilievo.
Nel corso del mese di novembre 2006 sono stati indicati dal dott. F._ del Servizio di anestesiologia del Centro ospedaliero universitario C._ anche segni di uno stato depressivo secondario, mentre il curante dott. H._, nel rapporto del 16 luglio 2007, ha indicato un'importante sindrome ansiosa e prevalentemente depressiva.
Dal 12 aprile al 1° giugno 2007 l'insorgente è quindi stato ricoverato presso la clinica O._ per episodio depressivo di grado medio.
8.1.2 Dalla perizia del dott. K._, esperita nel mese di aprile 2009, emerge inoltre che "tutt'ora il paziente accusa un dolore costante nella regione cervicale sinistra, esso peggiora girando il capo verso sinistra o se deve inclinare il capo, in pratica non sarebbe più possibile girare la testa verso sinistra altrimenti si bloccherebbe. Vi sarebbe anche un'irradiazione lungo tutto l'arto superiore sinistro, ma non costante, associato ad un'ipoestesia diffusa e dolore irradiato associato a delle parestesie formicolanti fino alle dita da III a V della mano sinistra. Quando il paziente si alza in piedi senza appoggiarsi avrebbe una sensazione di instabilità che poi passa, con l'aumento del dolore cervicale avrebbe anche una sensazione di giramento di testa. A causa del persistere della sintomatologia sarebbe anche andato in depressione".
La sindrome depressiva è stata confermata nella perizia del Servizio Z._ dal dott. J._, il quale ha pure diagnosticato una sindrome da dolore persistente.
8.2 Come indicato dal Tribunale cantonale, da quanto sopra esposto emerge che il ricorrente non ha manifestato in maniera costante il quadro clinico tipico del trauma da accelerazione della colonna cervicale, caratterizzato in particolare da disturbi multipli, quali diffusi mal di testa, vertigini, disturbi della concentrazione e della memoria, nausee, affaticabilità, disturbi della vista, irritabilità, labilità affettiva e depressione (v. consid. 5.1).
In effetti dagli atti medici risulta che dapprima sono comparsi i disturbi cervicali, irradianti soprattutto a sinistra, rimasti vieppiù costanti, mentre circa a partire dal 2007 si sono pure manifestati sintomi depressivi. Altri disturbi, per contro, quali nausea, instabilità, problemi di concentrazione, sono stati descritti sporadicamente. Sintomi infine quali irritabilità, labilità affettiva, affaticabilità, disturbi della vista e mal di testa non risultano neppure agli atti. Questa situazione trova conferma sia nella perizia del Servizio Z._ che nel referto del dott. K._.
In simili condizioni, quindi, se è vero che l'insorgente ha subito un trauma della colonna cervicale, è pur vero che tale trauma non può essere considerato in nesso di causalità naturale con i disturbi attuali e meglio persistenti dopo il 1° dicembre 2005, non essendosi mai manifestato il quadro clinico tipico necessario per ammettere tale nesso. Ne consegue che non è necessario stabilire se è dato o meno il nesso di causalità adeguato, rispettivamente in quale categoria vada inserito l'infortunio.
Poiché, inoltre, nel proprio gravame il ricorrente si è limitato a giustificare la persistenza di un nesso di causalità naturale in quanto sarebbe esistito il quadro clinico tipico del trauma da accelerazione della colonna cervicale, mentre non ha in alcun modo contestato le considerazioni del Tribunale cantonale, secondo cui l'evento infortunistico non poteva aver causato l'ernia discale messa in luce dalla risonanza magnetica del 18 luglio 2005, né un peggioramento direzionale dello stato di morboso preesistente, né infine poteva aver reso dolorosa l'ernia già presente, ma asintomatica, tali temi non vanno esaminati in questa sede. Ne segue che il ricorso, infondato, dev'essere respinto.
9. Pendente causa l'assicurato ha chiesto di essere posto al beneficio dell'assistenza giudiziaria.
Il Tribunale federale dispensa la parte, che dimostra di essere in uno stato di bisogno e le cui conclusioni non si rivelano fin dall'inizio sprovviste di possibilità di esito favorevole, dal pagare le spese processuali e i disborsi (<ref-law>). Se occorre, il Tribunale federale può fare assistere questa parte da un avvocato i cui onorari sono sopportati dalla cassa del Tribunale medesimo (<ref-law>). Quando la parte sia più tardi in grado di pagare, sarà tenuta alla rifusione verso la cassa del Tribunale (<ref-law>).
Una parte è indigente quando non è in grado di assumere le spese del processo senza intaccare i mezzi necessari al suo sostentamento personale e a quello della famiglia (<ref-ruling> consid. 5.1 pag. 223 seg.; <ref-ruling> consid. 2.5.1 pag. 232; <ref-ruling> consid. 3b pag. 205). Per accertarne lo stato di bisogno va preso in considerazione l'insieme della sua situazione finanziaria. Vanno quindi considerati gli elementi di reddito - come pure quelli della sostanza (<ref-ruling> consid. 3b pag. 98 con riferimenti) - di entrambi i coniugi (<ref-ruling> consid. 3a pag. 12; <ref-ruling> consid. 3a pag. 195; <ref-ruling> consid. 3 pag. 10; cfr. pure sentenza 8C_446/2009 del 7 gennaio 2010 consid. 7).
Nel caso in esame la richiesta va accolta in quanto l'assicurato è al beneficio dell'assistenza sociale. Le spese giudiziarie vengono pertanto poste a carico del ricorrente e per il momento assunte dalla cassa del Tribunale. L'assicuratore infortuni resistente non ha per contro diritto al rimborso di spese ripetibili (<ref-law>).

Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso è respinto
2. Al ricorrente viene concessa l'assistenza giudiziaria.
3. Le spese giudiziarie di fr. 750.- sono poste a carico del ricorrente e per il momento assunte dalla cassa del Tribunale.
4. Non si assegnano ripetibili.
5. Comunicazione alle parti, al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e all'Ufficio federale della sanità pubblica.