Anche il tempo, come lo spazio, può essere rappresentato in maniera rigorosa mediante un sistema di riferimento cartesiano. Tale sistema è composto dall’unico asse del tempo t, per cui possiamo ragionare in maniera analoga al caso del moto rettilineo.

Così come nello spazio abbiamo le posizioni x₀, x₁, x₂ ecc., sull’asse del tempo abbiamo gli istanti t₀, t₁, t₂ ecc. (figura 15). Ciascun istante così contrassegnato corrisponde a una lettura del cronometro ed è espresso in secondi nel Sistema Internazionale.

Le coordinate sull’asse del tempo si chiamano istanti.

Allo spostamento nello spazio Δx, sull’asse del tempo corrisponde l’intervallo di tempo Δt, definito come la differenza tra due istanti:

Δt₀₁ = t₁ − t₀ = 2 s − 0 s = 2 s

L’intervallo di tempo tra gli istanti t₀ e t₁ è pari a 2 secondi. Se stiamo osservando un fenomeno che si svolge tra questi due istanti di tempo, diciamo che la sua durata è 2 s. In altre parole, il tempo impiegato dal gatto per andare dalla posizione x₀ a x₁ è 2 secondi (figura 16).

Anche nel caso dell’asse del tempo la scelta dell’origine è arbitraria, perché possiamo far partire il cronometro quando vogliamo. Gli avvenimenti che precedono l’istante iniziale t₁ hanno il segno negativo (figura 17).

Come abbiamo già osservato, uno spostamento può essere negativo, perché i corpi si possono muovere avanti e indietro nello spazio, o nullo, se il corpo non cambia la sua posizione. L’intervallo di tempo, invece, è sempre positivo. Non possiamo, infatti, tornare a istanti precedenti e nemmeno possiamo fermarci nel tempo; siamo costretti a procedere inesorabilmente verso istanti successivi:

Δt > 0 sempre.

Invece di usare un cronometro possiamo individuare gli istanti di tempo per mezzo di un orologio. Un orologio è, di fatto, un cronometro che si azzera ogni 24 ore, ma per calcolare gli intervalli di tempo si deve tener conto del fatto che ore, minuti e secondi vengono scritti in formato sessagesimale anziché decimale.