pos en principio sí, aunque como ya te digo al final lo de las IP's a lo mejor te da algún problemilla...
...si tienes problemas al dejarlo todo en automático, asignales las ip's de la siguiente forma:
ordenador 1 (sin modem), conexión LAN
IP de un rango de lan (ejm: 192.168.0.4)
Mascara de subred la que quieras (ejm: 255.255.255.0)
Puerta de enlace la IP de la tarjeta ethernet del otro ordenador (ejm: 192.168.0.3)
ordenador 2 (con modem), conexión LAN
IP del mismo rango (ejm: 192.168.0.3)
Mascara de subred la misma que 1 (ejm:255.255.255.0)
Puerta de enlace tu IP de internet, la del "modem" (si tiene) o sino la del DNS (por probar que no quede

)
ordenador 2 (con modem), conexión del modem: ponla a compartir
suerte!:D
PD: sino ya es trastear un poco...pero si te deja hacerlo en automático, entonces sólo activa la "conexión compartida a internet" en la conexión del modem y a correr